灰色模型应用于估测落叶松林分生长量的研究

本文用灰色GM（1,1）模型对林分平均生长过程进行模拟,给出落叶松人工林林分在树高、胸径、材积3个指标上平均总生长量的灰色模型,经过检验,估测效果好．     

长白落叶松林生物量的模拟估测

利用样木收获法收集了34个样地中长白落叶松林分地上部分生物量信息,选取其中29个样地生物量信息分别与样地林分因子信息和TM遥感影像信息拟合建立生物量模型,利用其余5个样地的生物量信息进行模型精度检验和误差分析.结果表明：长白落叶松地上部分生物量均可用林分因子和遥感因子进行线性拟合;林分因子线性模型对长白落叶松中幼林地上生物量的估测精度较高（林分P=94.33%,遥感P=92.32%）,且检验误差较小（林分MRE=6%,遥感MRE=31%）,模型模拟效果较好;若只考虑长白落叶松中龄林,这2种模型的估测效果相当（林分模型和遥感模型的误差分别为329.9和313.6 t）.整体而言,林分因子模型估测长白落叶松树皮、干材和总生物量的效果优于遥感因子模型,对于中龄林来说,遥感模型估测叶花果、树枝和树冠生物量的效果较好.     

基于BP人工神经网络的兴安落叶松天然林全林分生长模型的研究

以大兴安岭地区兴安落叶松天然林为研究对象,基于688块固定标准地数据,采用MATLAB中log-sigmoid型函数(logsig)和线性函数(purelin)为神经元的作用函数,依据全林分生长模型的概念,以年龄（A）、地位级指数（SCI）和林分密度指数（SDI）作为输入变量,以林分每公顷蓄积量（M）作为输出变量,构建和训练了全林分生长的BP人工神经网络模型,并与常规建模方法进行了对比研究。结果表明,BP人工神经网络模型的拟合精度高达99.6%,检验精度为98.9%,说明与其它建模方法相比人工神经网络建模具有较高的拟合精度和适应性,对林分生长具有更好的预测能力。     

樟子松人工林树冠表面积及体积预估模型的研究

基于樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林6块固定标准地30株枝解析数据,在分析树冠表面积和树冠体积与林分变量和林木变量的基础上,利用幂函数建立了树冠表面积（CSA）和树冠体积(CV)的预估模型,同时还对林木材积生长量与CSA和CV进行了相关分析。研究结果表明：樟子松人工林树冠表面积和树冠体积随着林木胸径、树高和冠长的增大而增大,林木材积生长量与树冠表面积和树冠体积均明显呈线性关系。不同林分条件的樟子松人工林CSA和CV随林分年龄和胸径的增大而增大,CSA随林分密度的增大而减小,而CV与林分密度相关不紧密。林分树冠表面积和树冠体积预估模型的检验结果表明,两个模型的平均相对误差都在±8%之内,预估精度均大于91%,说明所建模型可以很好地预估樟子松人工林不同林分条件下的林木树冠表面积和树冠体积。     

帽儿山阔叶混交林天然更新幼苗幼树地径-树高模型

基于黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场48块天然阔叶林幼苗幼树调查数据,在8个备选模型中为主要更新树种选择最佳地径(D₀)-树高(H)模型作为基本模型,通过再参数化在基础模型中引入林分因子,并建立样地水平混合效应模型,最后分别对基础模型和混合效应模型进行独立样本检验.结果表明:各树种幼苗幼树的地径-树高关系存在明显的正相关,幂函数或包含幂函数的模型能较好地拟合幼苗幼树地径和树高的关系;基础模型中引入林分因子[林分优势高(H_T)、林分平均胸径(D_g)、林分胸高断面积(BA)]能提高模型的拟合效果,各树种剩余均方根误差(RMSE)下降1.3%～7.4%(平均3.8%),但调整后的决定系数(R_a²)仅仅提高0.1%～1.1%(平均0.6%),赤池信息准则(AIC)下降3.2%～35.2%(平均下降11.4%).对春榆、椴树、水曲柳等10个树种建立混合效应模型,混合效应模型的R_a²比基础模型有所提高,增幅为0.5%～3.5%(平均增加2.2%);RMSE和AIC比基础模型的小,RMSE下降的幅度很大,为3.9%～20.3%,平均下降13.9%,AIC减少4.0%～44.4%(平均减少22.3%).模型检验结果显示,相对于基础模型,混合效应模型的平均绝对误差(MAE)减小0.0001～0.46 m,平均减小0.08 m;平均预测误差百分比(MPSE)降幅较大,为0.1%～6.2%,平均降幅2.0%.说明混合效应模型既能提高模型的拟合效果,又能提高模型的预测能力.本研究构建的阔叶混交林主要更新树种幼苗幼树地径-树高模型为天然阔叶林结构分析和林分生长预测提供了参考.     

山杨林林分密度效应动态模拟

 本文用林窗模型研究了小兴安岭南坡山杨林林分密度动态过程,在给定林分初始条件后,模拟了林分密度、断面积、生物量、叶面积指数和生产力150年的变化。用林分密度效应的3/2法则和产量恒定法则检验模拟林分,结果表明模拟林分密度发展与理论预测相符合。通过本文的研究既检验了林窗动态模型又印证了林分密度效应理论。     

三种林分生物量估算方法的比较

区域森林生物量的估算方法是人们目前关注的焦点,建立林分生物量模型成为一种趋势.本文以吉林省落叶松人工林固定样地为例,采用非线性似乎不相关回归法构建2种林分生物量模型,即基于林分变量的林分生物量模型(模型系统Ⅰ)和基于生物量换算系数的林分生物量模型(模型系统Ⅱ),给出落叶松人工林固定生物量换算系数值,并比较了3种林分生物量估算方法的预估精度.结果表明: 所建立的2种林分生物量模型中,总生物量和树干生物量模型拟合和预测效果较好,其R_a²>0.95,且均方根误差(RMSE)、平均预测误差(MPE)和平均绝对误差(MAE)都较小.树叶和树枝生物量模型拟合和预测效果相对较差,其模型的R_a²<0.95.模型系统Ⅰ和模型系统Ⅱ的预测精度均优于固定生物量换算系数法.基于生物量换算系数的林分生物量模型属于材积源生物量法,其本质与基于林分变量的林分生物量模型不同,但二者的预测效果相当.固定生物量换算系数的预测能力较差,将生物量与蓄积量之比假定为恒定常数是不恰当的.此外,为了使模型参数估计更有效,所建立的生物量模型应当考虑林分总生物量及各分项生物量的可加性.     

大兴安岭东部主要林分类型乔木层生物量估算模型

大尺度森林生物量的估算方法是人们目前关注的焦点,建立林分生物量模型成为一种趋势.本研究以大兴安岭东部6个主要林分类型为研究对象,构建了其总量及各分项一元、二元可加性林分生物量模型.采用似然分析法判断总量及各分项生物量异速生长模型的误差结构(可加型或相乘型),采用非线性似乎不相关回归模型方法估计模型参数.结果表明: 经似然分析法判断,大兴安岭东部6个主要林分类型总量及各分项生物量异速生长模型的误差结构都是相乘型的,对数转换的可加性生物量可以被选用.各林分类型可加性生物量模型的调整后确定系数为0.78～0.99,平均相对误差为-2.3%～6.9%,平均相对误差绝对值6.3%～43.3%.增加林分平均高可以提高绝大多数生物量模型的拟合效果和预测能力,而且总量、地上和树干生物量模型效果较好,树根、树枝、树叶和树冠生物量模型效果较差.为了使模型参数估计更有效,所建立的生物量模型应当考虑林分总生物量及各分项生物量的可加性.本研究建立的林分总量与各分项生物量模型都能对大兴安岭东部6个主要林分类型生物量进行较好的估计.     

基于地理加权泊松模型的天然次生林进界株数空间分布与预测

基于帽儿山实验林场2004—2016年森林资源二类调查固定样地(共108块)数据,采用全局Poisson模型和4种空间尺度(2.5、5、10、15 km)下的地理加权泊松模型(geographically weighted Poisson regression, GWPR)对天然次生林进界株数的空间分布进行了研究,并对5种模型的拟合效果以及影响林分进界株数的因子进行了分析,利用莫兰指数描述了模型残差在全局和局域两种水平上的空间自相关性.结果表明: 本文所选的林分及地形因子都显著影响天然次生林进界株数的空间分布,林分平均胸径是最主要的影响因子;在小尺度(2.5 km)下GWPR模型拥有很高的拟合精度,产生了最大范围的模型参数估计值,得到了较好的模型参数局域化空间分布效果;在较小尺度(2.5和5 km)下GWPR模型产生了较小范围的模型残差,模型的稳定性得到提升;在小尺度(2.5 km)下GWPR模型残差的全局空间自相关性达到最低,局域空间自相关性显著减小,并形成了不同观测值少量聚类这一理想的空间分布模式;在对进界株数空间分布的模拟效果上,小尺度(2.5 km)下的局域模型明显好于全局模型.     

林分光照空间异质性对水曲柳更新的影响

 光照是森林更新动态中极为关键的环境因子。本研究在东北天然次生林中选择样地,应用地统计学理论结合实验生态学方法,定量分析林分光照空间异质性特征,同时进行林下播种水曲柳（Fraxinus mandshurica）的更新实验,探测更新格局特征。通过空间关联性分析,研究探讨是否林分光照的空间变异对水曲柳更新有重要影响作用。研究结果表明： 1）生长季林分平均光照仅为全光照的4.2%～4.6%,在空间分布上呈现非常明显的异质性特征,空间自相关变异（62.5%～78.2%）主要体现在10.9～12.4 m的尺度上。2）林分光照不同的空间样点上,水曲柳更新幼苗发生数量和秋季幼苗存活数量均存在显著差异,光照相对强的微生境中,更新苗发生数量较多且存活率高,而在光照较弱的微生境中则更新较差,更新具有十分明显的空间格局。3）更新格局与林分光照空间异质性特征紧密关联。在光照空间异质性程度较高、空间变异较复杂的条件下,更新相应呈现出较复杂的空间格局,自相关的变异表现在较小尺度范围（2.12～6.97 m）。在光照空间异质性程度较低、空间变异复杂性较小的条件下,更新格局的复杂程度明显变小,空间自相关变异（>83%）表现在较大的尺度上（30 m）,对更新格局起主要的影响作用,随机变异的影响很小（<17%）。这些研究结果说明,林分光照环境在水曲柳更新中的作用十分关键,林分光照的空间异质性对更新格局起决定性作用。     

坝下地区防护林不同树种生长特征

采用标准样地调查法对防护林林分结构指标进行调查,研究河北坝下地区丰宁县小坝子乡不同防护林树种榆树、杨树及油松的动态变化规律.结果表明: 该区域榆树、杨树和油松纯林的平均年龄均为10年,杨树纯林的平均胸径和树高分别是榆树纯林的2.3和3.8倍,是油松纯林的2.3和3.0倍.杨树纯林的平均胸径、树高、叶面积指数(LAI)、活枝下高等指标显著大于榆树纯林和油松纯林.与杨树混交林相比,杨树纯林的林分密度高10.8%,纯林平均胸径则低5.2%,平均树高低11.3%;与榆树混交林相比,榆树纯林的林分密度高6.6%,纯林平均胸径、树高分别低7.8%和14.2%;与油松混交林相比,油松纯林的林分密度大4.9%,纯林平均胸径和树高分别低29.3%和31.8%.各林分类型的平均胸径、树高与密度呈显著负相关;平均LAI与密度和活枝下高呈显著正相关,与胸径、树高呈显著负相关;平均活枝下高与密度呈显著正相关.针阔混交林的胸径和树高生长显著优于针叶纯林.该区域防护林综合生长潜力呈上升趋势,而横向生长潜力总体上呈下降趋势.     

云南松半同胞家系初期子代测定

对收集的云南松（Ｐｉｎｕｓ　ｙｕｎｎａｎｅｎｓｉｓ）２９２个半同胞家系进行栽培试验,经方差分析知各家系子代间高生长有极显著差异,真正的优树占参试总数的２９．７％（广西）;树高广义遗传力为５８．０％,遗传增益为３８．８９％;同一林分内家系间高生长变异幅度小于林分之间的变异幅度。     

慈竹的数量生态研究

 慈竹生态研究的结果如下：(1)用逐步回归分析模型分析,慈竹竹丛密度仅与土壤厚度关系密切．慈竹高度、胸径与海拔成正相关。(2)用逐步回归法分析笋生长量与气候因子间的关系,证明笋的逐日生长量与湿度,温度和降雨量有较密切关系,笋在一天内有两个生长高峰。(3)自然条件下,出笋数主要与土厚密切相关,退笋数受母竹高和出笋数所制约,好笋数主要受土厚和竹高影响。     

落叶松土壤有机磷形态与林木生长量的关系

采用Bowman-Cole有机磷分级体系,对落叶松人工林不同发育阶段根际与非根际土壤活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机磷和高稳性有机磷含量的变化及其与有效磷和林木生长量的关系进行了研究。结果表明,构成落叶松人工林土壤有机磷的主要成分是中等活性有机磷和中稳性有机磷,两者之和占有机磷总量的77.07％～86．68％,根际土壤活性有机磷和中等活性有机磷是不同发育阶段土壤有效磷的主要来源,根际土壤有机磷总量、活性有机磷含量、中稳性有机磷含量和高稳性有机磷含量从幼龄林到近熟林随林龄递增而降低,近熟林之后有所增加,根际土壤中等活性有机磷含量随林龄变化不明显,非根际土壤各形态有机磷含量随林龄递增而呈波动性增加趋势,各发育阶段林木胸径、树高定期平均生长量与活性有机磷含量和有效磷含量关系最为密切。     

Early growth of environmental plantings in relation to site and management factors

In extensively cleared areas of temperate Australia, large‐scale mixed‐species environmental revegetation is often recommended to address land and water degradation in rural landscapes. Although survival and growth are central to the success of revegetation, there is very limited information on this aspect of practice. We investigated how site and management practices influence early growth by surveying 29 planted or direct‐seeded sites, covering ages from 3–6 years, in north central Victoria, Australia. We measured heights and crown widths of trees and shrubs at each site and estimated average growth over time at the scale of: (i) individual trees or shrubs (mean height increment) and (ii) stand (vegetation cover increment and a ‘height integral’ increment variable, which integrates differences in both height and stand density). Relationships between growth increment variables and site factors, including climate, site preparation and land‐use history, were investigated to identify the main factors influencing early growth rates. Mean annual increment in height of individual trees was significantly higher for trees established from tubestock than those from direct seeding. Multiple linear regression models for two growth variables, cover increment and height integral increment, explained 61% and 38% of the variation, respectively, but with high uncertainty. Ploughing, pre‐establishment weed control and fertiliser addition improved growth rates. Revegetation method had a significant effect on early growth; at the scale of individuals, growth rates were higher for planted tubestock than for direct seeding, while at the stand scale, growth rates were higher for direct seeding than for planted tubestock.     

林分因子对神木垒不同森林群落林下植物多样性的影响

为探究神木垒不同森林群落林下植物多样性的差异,本研究采用典型样地法,以夹金山神木垒的5种主要森林群落：云杉林、丽江云杉林、红杉林、针阔混交林、阔叶林为研究对象,对不同森林群落林下植物物种组成和物种多样性进行比较,并对林分因子和林下植物多样性进行冗余分析,确定影响林下植物多样性的主要林分因子,为当地森林经营管理提供理论依据。结果表明：（1）在研究区内共记录林下植物147种,隶属于61科,108属;云杉林群落林下植物的科属种组成最丰富。（2）各类型群落的H值、H"值、D值、JSW值均为：草本层＞灌木层;灌木层多样性最高的群落为云杉林群落,草本层多样性最高的群落为丽江云杉林群落,针阔混交林群落、阔叶林群落林下植物多样性较差。（3）平均枝下高与林分密度是影响灌木层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与灌木层的D值、H值、H"值呈负相关关系,林分密度与灌木层4个多样性指数均呈正相关关系;平均枝下高是影响草本层物种多样性的主要林分因子（P<0.01）,平均枝下高与草本层H值、H"值、JSW值呈正相关关系。本研究认为,云杉林群落与丽江云杉林群落的林下植物多样性水平较高,平均枝下高与林分密度是影响神木垒不同森林群落林下植物多样性的主要林分因子。     

Development processes and growth pattern of Pinus densiflora stands in central eastern Korea

Stand growth and developmental processes were investigated in Pinus densiflora Siebold et Zucc. stands of different ages in the central eastern region of Korea. Stands were inventoried and five trees per stand were sampled for stem analysis, age estimation, and growth analysis. More than 80% of sampled trees in a stand were established within 3–5 years, and most stands had a single cohort structure. The initial growth of pine seedlings was slow, but the height growth accelerated beyond 2–3 m height, 5–10 years after establishment. Linear growth was maintained until 10–12 m height, at which suppressed trees fell behind and might die out. The young stand was composed of pure pines, while few pine seedlings and saplings were found in the understory of older stands. The peak of diameter growth rate occurred around 5–15 years after tree establishment, implying that competition begins during that period. The pine stand development follows four stages: (1) the young stage when the growth rate increases and peaks; (2) the height competition stage when trees focus on height growth for light while maintaining a narrow DBH and height distribution; (3) the differentiation stage when suppressed trees die out, and the DBH distribution becomes wider; and (4) the mature stage when stands have a multi-canopy structure with a wide DBH and height distribution, while the understory is dominated by other tree species. The changes in growth rates and stand structure through forest development would be implemented to predict alterations of above-ground carbon sequestration rates.     

Characteristics and simulation of snow interception by the canopy of primary spruce‐fir Korean pine forests in the Xiaoxing'an Mountains of China

Snow interception by the forest canopy is an important control on the forest hydrological cycle in the Xiaoxing'an Mountains within the northern temperate region of China. In this study, the effects of snowfall characteristics and stand structures on the snowfall redistribution of the canopies within primary spruce‐fir Korean pine forests are analyzed at the forest stand scale. Characteristics of snowfall, through‐canopy snowfall, and stand structure are continuously measured using positioning observations. A semiempirical theoretical model is used to conduct snow interception simulations in the Xiaoxing'an Mountain region. The results indicate that the snowfall, canopy density, slope gradient, and tree height have a significant effect on the through‐canopy snowfall. The interception efficiency gradually decreases with an increase in the amount of snowfall and is particularly sensitive to the snowfall and canopy density, although it shows no significant correlation with average diameter at breast height, tree height, basal area, canopy height, canopy width, leaf area, or slope gradient. Very similar results have been observed in Canada and Switzerland, suggesting the transferability of the results between North America, Western Europe, and China. However, although model results provide a satisfactory simulation of snow interception, further studies are required to optimize the model in this region.     

不同立地条件对济南千佛山侧柏林生长影响的初步研究

侧柏(Platycladus orientalis Franco,英文名为Oriental arborvitae)为喜暖旱中生乔木。侧柏林在群落分类上属于温性针叶林植被型、侧柏林群系组、侧柏林群系。侧柏是我国主要造林树种之一,广泛分布于全国各地,作为中心分布区之一的山东省。