落葉松人工林空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營及可視化模擬的研究.pdf

1、本研究以15年生長白落葉松(Larix olgensis Henry)人工林為研究對象，針對人工純林普遍具有的混交度低、水平分布格局均勻等特點，著重從樹冠結(jié)構(gòu)，林木競爭機制來探討人工林空間結(jié)構(gòu)。運用樹冠重疊系數(shù)、Hegyi競爭指數(shù)和生長空間指數(shù)作為林分空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化指標來描述林木之間的空間關系;模擬空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營。根據(jù)22塊不同年齡、不同密度及不同立地條件下的標準地中95株標準木的樹干解析、枝解析及節(jié)子剖析數(shù)據(jù)，基于理論生長或經(jīng)驗生長方

2、程，構(gòu)建落葉松樹冠結(jié)構(gòu)靜態(tài)模型及樹冠動態(tài)生長模型。將結(jié)構(gòu)模型、生長模型與林木三維可視化軟件3DTree相結(jié)合，探討林分的可視化顯示和經(jīng)營模擬，進一步分析了間伐林隙動態(tài)填充過程。研究結(jié)果表明:
　　(1)Hegyi競爭指數(shù)，樹冠重疊指數(shù)和生長空間指數(shù)三者對于林木生長狀況優(yōu)劣的反映是一致的，可作為空間優(yōu)化指標。(2)15％左右為15年生落葉松人工林最優(yōu)的間伐強度，空間優(yōu)化達到最佳，優(yōu)化后林分競爭態(tài)勢減小，生長空間利用程度增大，林分空間

3、結(jié)構(gòu)得到改善，模擬20年、25年生林分空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營，最優(yōu)的間伐強度為15％、10％左右。(3)以理論生長方程為基礎，采用非線性回歸模型構(gòu)建基于枝條和林木變量的枝條大小與分枝結(jié)構(gòu)靜態(tài)模型，模型包括:一級枝條的基徑、枝長、著枝角度、弦長、樹冠半徑的預測模型。所建模型可以很好地預估落葉松人工林的的樹冠分枝結(jié)構(gòu)，在靜態(tài)模型中引入年齡因子建立了枝條生長動態(tài)模型。(4)樹冠一級枝條總枝條數(shù)可以采用單方程直接預估，一級枝條的垂直分布服從反J型分布

4、，水平分布服從均勻分布。(5)枝下高、樹冠半徑動態(tài)生長可用Schumacher方程來預估，冠長動態(tài)生長可用Korf方程來預測。(6)15年生林分間伐木形成的林隙具有面積小，填充年限短等特點，可在1-3年內(nèi)完成填充。(7)實現(xiàn)了基于實測數(shù)據(jù)和靜態(tài)模型的單木和林分的三維可視化顯示。(8)實現(xiàn)了基于實測數(shù)據(jù)和動態(tài)生長模型的林分生長動態(tài)和可視化模擬。
　　本研究為落葉松人工林空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營探索出新的理論和方法，對調(diào)整人工林林分水平分布格