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《西北农林科技大学》 2019年
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林分结构、竞争与生长动态预测方法研究

孙帅超  
【摘要】:森林生长与收获模型是科学合理地进行森林经营规划的基础。随着森林经营的目标由单一木材生产向多功能服务的转变,对异龄林和混交林的生长模拟也变得日益重要,但这在现实中却面临诸多问题。异龄林和混交林的林分条件相对复杂,全林模型并不适用,较为理想的工具是径阶和单木模型,但该类模型的构建对于建模数据和技术的要求较高,因而往往受到制约。例如直径分布模型的预测精度普遍较低,单木生长模型对于长期复测数据的需求,以及模型中不同预测变量(尤其是竞争指标)的选用等。基于上述问题,本论文采用森林生物统计建模方法,对森林生长模拟过程中的林分结构、竞争和直径生长等组分进行了研究,并对不同的建模方法及指标进行了评价。主要研究内容和结果如下:(1)以秦岭松栎林为研究对象,分别按照林分密度、林分平均直径和林分优势高将松栎林划分为不同的森林类型,利用Weibull分布对其直径结构规律进行研究。结果表明,不同林分条件下的松栎林均呈现出反J形分布,小径阶处的林木株数最多,随着直径的增大林木株数逐渐减少。其中,林分密度和林分平均直径对松栎林的直径分布存在显著的影响,当林分密度较大或林分平均直径较小时,中小径阶的林木株数均明显增多,而代表立地质量的林分优势高对直径分布的影响并不如前两者明显。另外,研究中还根据不同优势树种的划分对松栎林内各主要树种的直径结构进行了研究,发现各树种在作为优势树种时的林木株数和平均直径均明显大于其作为伴生树种的森林类型,其中油松(Pinus tabuliformis)在其优势林中近似于正态分布,而华山松(Pinus armandii)和锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)在各自优势林中则为正偏的山状分布。(2)基于Weibull分布,为秦岭松栎林及各组成树种分别建立林分直径分布模型,并对不同的建模方法进行评价。模型构建中采用矩估计法和混合估计法分别对Weibull参数进行预测,并应用极大似然估计法(MLER)、累积分布函数法(CDFR)和修正的累积分布函数法(MCDFR)分别进行模型拟合。模型评价结果表明,矩估计法的表现优于混合估计法,而三种拟合方法中CDFR的综合表现最好。另外,对模型预测误差的分析表明,研究中开发的林分直径分布模型总体预测效果良好,平均预测误差随着直径增大而逐渐减小,这是由于大径阶的林木株数相对较少所造成的。应用该直径分布模型,能够实现利用有限的林分信息对松栎林各树种的林分直径分布的预测。(3)以火炬松(Pinus taeda)人工林为研究对象,基于单木存活率模型和直径生长模型,对6个与距离无关的单木竞争指标在不同模型组分中的预测效果进行评价。根据计算原理的不同,模型评价时将这6个竞争指标划分为三个不同的“家族”:大小比,包含直径比(DR)和断面积比(BR);相对地位指标,包含大于对象木的断面积之和(BAL)和累积分布函数(CDF);分割的密度指标,包含分割的林分密度指数(Partitioned SDI)和分割的相对密度(Partitioned RD)。研究结果表明,加入竞争指标能够显著地提高单木模型的预测效果,但不同的单木竞争指标适用于不同的预测目标。其中,包含直径比的存活率模型的预测效果最好,而对于直径生长模型,两个相对地位指标的表现都很好,其中CDF的相对排名最高。(4)利用油松林的临时样地单期调查数据,结合木芯样本分析数据,实现了单木直径生长模型的构建。等效性检验的结果表明直径生长量的预测值和实测值之间没有显著差异,模型的总体预测效果良好。模型构建过程中分别考虑了林木大小、立地质量和林分及单木水平的竞争情况等因子作为预测变量,对模型中的变量分析表明,立地质量和竞争压力分别与直径生长量呈正相关和负相关,而林木直径大小则对直径生长量起到先促进后抑制的作用,这些都与林分内林木的基本生长规律相符合。另外,通过对比林分水平和单木水平的竞争条件,发现单木竞争指标(BAL)对直径生长的抑制作用要高于林分竞争指标(BA)。该研究中采用的直径生长建模方法能够在一定程度上弥补复测数据缺失所带来的阻碍,为森林生长建模提供新的途径和思路。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S718.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 赵丹丹;李凤日;董利虎;;落叶松人工林直径分布动态预估模型[J];东北林业大学学报;2015年05期
2 吴恒;党坤良;田相林;孙帅超;陈书军;赵鹏祥;曹田健;;秦岭林区天然次生林与人工林立地质量评价[J];林业科学;2015年04期
3 于显威;王百田;;油松人工林年轮定年研究[J];沈阳农业大学学报;2011年03期
4 何海;;使用WinDENDRO测量树轮宽度及交叉定年方法[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2005年04期
5 王婷,于丹,李江风,马克平;树木年轮宽度与气候变化关系研究进展[J];植物生态学报;2003年01期
6 孟宪宇;使用Weibull分布对人工油松林直径分布的研究[J];北京林学院学报;1985年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王连贺;秦岭南坡两种典型林分结构特征研究[D];西北农林科技大学;2016年
2 张锋;秦岭南坡不同林分类型直径分布研究[D];西北农林科技大学;2015年
3 黄青平;秦岭火地塘水源涵养型松栎混交林空间结构特征研究[D];西北农林科技大学;2012年
4 胡晓荣;树木年轮自动识别与提取[D];南京林业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾飞飞;鲁瑞洁;高尚玉;;腾格里沙漠南缘哈思山树轮记录的NDVI变化[J];第四纪研究;2018年02期
2 覃鑫浩;;长白山北坡生态交错带主要树种生长对气候变化和干扰的响应[J];东北林业大学学报;2015年11期
3 程瑞梅;刘泽彬;封晓辉;肖文发;;气候变化对树木木质部生长影响的研究进展[J];林业科学;2015年06期
4 赵丹丹;李凤日;董利虎;;落叶松人工林直径分布动态预估模型[J];东北林业大学学报;2015年05期
5 杨青霄;朱良军;王晓春;;凉水自然保护区红松树轮年表建立及特征年分析[J];植物研究;2015年03期
6 张雪;高露双;丘阳;郭静;;长白山红松不同树高处径向生长特征及其对气候的响应[J];生态学报;2015年09期
7 刘玉佳;朱良军;苏金娟;王晓春;;模拟降水减少对帽儿山地区兴安落叶松径向生长的影响[J];生态学报;2015年13期
8 陈晶晶;李钢铁;秦艳;刘洪娥;张国盛;黄荣凤;;浑善达克沙地榆树年轮结构对气候变化的响应[J];干旱区研究;2015年01期
9 薛倩;杨银科;;图像识别技术在树木年轮分析中的应用进展[J];中国农学通报;2015年01期
10 陈希英;;突脉青冈天然林优势种直径结构规律探讨[J];福建林业科技;2014年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘菊卉;林分直径分布及空间结构研究[D];南京林业大学;2016年
2 刘建强;基于图像的土壤侵蚀测量方法研究[D];北京林业大学;2016年
3 张洪武;秦岭林区松栎混交林目标结构及其调整技术研究[D];西北农林科技大学;2014年
4 赵娟娟;图像处理技术在树木年轮测量中的应用研究[D];兰州理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董利虎;李凤日;贾炜玮;;林木竞争对红松人工林立木生物量影响及模型研究[J];北京林业大学学报;2013年06期
2 郑聪慧;贾黎明;段劼;魏松坡;孙操稳;贾振虎;卢福顺;王志勇;崔向东;;华北地区栓皮栎天然次生林地位指数表的编制[J];林业科学;2013年02期
3 李海奎;法蕾;;基于分级的全国主要树种树高-胸径曲线模型[J];林业科学;2011年10期
4 董利虎;李凤日;贾炜玮;刘福香;王鹤智;;含度量误差的黑龙江省主要树种生物量相容性模型[J];应用生态学报;2011年10期
5 张文勇;;思茅松人工幼龄林和中龄林直径分布规律的研究[J];安徽农业科学;2011年13期
6 蔡秋芳;刘禹;包光;雷莺;孙铂;;树轮记录的吕梁山地区公元1836年以来5~7月平均气温变化[J];科学通报;2010年20期
7 段劼;马履一;贾黎明;侯雅琴;公宁宁;;北京低山地区油松人工林立地指数表的编制及应用[J];林业科学;2009年03期
8 崔明星;何兴元;陈玮;陈振举;周长虹;吴涛;;河北木兰围场油松年轮生态学的初步研究[J];应用生态学报;2008年11期
9 胡喜生;周新年;兰樟仁;巫志龙;陈洪乐;刘波;谢惠兰;;人工林桉树胸径分布模型的研究[J];福建林学院学报;2008年04期
10 陈振举;孙雨;何兴元;陈玮;邵雪梅;张华宇;王忠钰;刘筱彧;;千山油松年轮宽度年表的建立及其与气候的关系[J];应用生态学报;2007年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪武;秦岭林区松栎混交林目标结构及其调整技术研究[D];西北农林科技大学;2014年
2 田月亮;凤阳山主要林分类型结构特征及其改土效应[D];南京林业大学;2012年
3 王香春;内蒙古大青山华北落叶松人工林直径分布规律与生长模型的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
4 李珊珊;秦岭火地塘林区土壤特性及系统分类研究[D];西北农林科技大学;2011年
5 李小铃;福建青冈天然林林分结构特征分析及健康评价[D];福建农林大学;2011年
6 聂文;湖南阳明山国家自然保护区南方红豆杉林分结构研究[D];中南林业科技大学;2008年
7 李纪亮;宝天曼栎类天然次生林林分结构量化分析[D];河南农业大学;2008年
8 彭舜磊;秦岭火地塘林区森林群落近自然度评价及群落生境图绘制方法研究[D];西北农林科技大学;2008年
9 刘春起;基于林分空间格局的森林采伐树木确定方案的研究[D];东北林业大学;2007年
10 郝红科;基于GIS的森林资源动态时空分析[D];西北农林科技大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甘惠文;陈树;;林分状态与森林经营技术措施研究[J];林业勘查设计;2017年01期
2 高森;;三北工程退化林分修复研究[J];国家林业局管理干部学院学报;2017年02期
3 张连浦;;浅谈广南优良采种林分调查界定与认定[J];花卉;2017年18期
4 陈根林;;林分价值评估理论浅探[J];安徽林业;2008年03期
5 谢文柱;;人工林的生产力潜及营造技术[J];广东林业科技;1987年01期
6 J.H.Roberds;M.T.Conkle;张晓珊;;湿地松林分的群体遗传结构——亲子代异型酶的变异[J];贵州林业科技;1987年04期
7 T.C.布朗;T.C.丹尼尔;叶德敏;;林分风景美的预测技术[J];华东森林经理;1987年01期
8 叶德敏;;林分风景美的预测技术(续完)[J];华东森林经理;1987年02期
9 Саликов.Н.Я;АЩметковВ.М.;;疏密度是林分形成条件的一项定量指标[J];中南林业调查规划;1987年04期
10 H.Lee Allen;赵承开;;林地施肥[J];国外林业;1988年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭菲;张怀清;蒋娴;;基于单木生态模型对林分可视化的研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
2 朱磊;张怀清;林辉;蒋娴;;林分空间结构可视化技术研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
3 徐成立;翟洪波;李吉跃;魏晓霞;;油松栓皮栎混交林林分合理密度探讨[A];2005年中国科协学术年会26分会场论文集(2)[C];2005年
4 黄清麟;李元红;;中亚热带天然阔叶林可持续经营的若干问题研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
5 惠淑荣;刘冰;;日本落叶松林分不同立地直径结构预测模型的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
6 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
7 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];森林可持续经营与生态文明学术研讨会论文集[C];2008年
8 洪昌端;沈辛作;刘智仕;童再康;徐金良;;杉木种源、林分、单株多层次遗传变异的研究[A];面向21世纪的中国林木遗传育种——中国林学会林木遗传育种第四届年会文集[C];1997年
9 张雄清;雷渊才;陈新美;;组合预测法在林分断面积生长预估中的应用[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
10 荣丽;;森林细根研究中的尺度问题浅议[A];山地环境与生态文明建设——中国地理学会2013年学术年会·西南片区会议论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王忠田;印尼将50万公顷保护林分给民众经营[N];中国绿色时报;2010年
2 刘宏章;连辑布小林分赴国防基地慰问驻军官兵[N];内蒙古日报(汉);2008年
3 记者 申力 实习生 王楠;三北地区退化林分修复技术培训会在我市召开[N];大同日报;2016年
4 记者 王建兰;根本途径是保证树木和林分的健康[N];中国绿色时报;2010年
5 记者 张伯平 通讯员 东庆 赵斌;华县95万亩集体林分林到户[N];渭南日报;2009年
6 林方;顺昌启动低效林分修复改造工程[N];闽北日报;2013年
7 本报记者 韩士德;结出中国果[N];科技日报;2015年
8 本报记者 韩士德;创出中国路[N];科技日报;2015年
9 齐联;加强京津风沙源工程林分抚育管护[N];中国绿色时报;2006年
10 ;雨雪冰冻灾害受害林木清理指南[N];中国绿色时报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙帅超;林分结构、竞争与生长动态预测方法研究[D];西北农林科技大学;2019年
2 万盼;经营方式对甘肃小陇山锐齿栎天然林林分质量的影响[D];中国林业科学研究院;2018年
3 张会儒;落叶松云冷杉林生长模拟及生态采伐更新技术体系研究[D];中国林业科学研究院;2006年
4 郝建锋;气候变化对中国东部典型森林类型影响趋势的研究[D];东北林业大学;2007年
5 赵安玖;山地常绿落叶阔叶林空间异质性研究[D];四川农业大学;2007年
6 张弓乔;基于林分状态的试验设计与经营优化[D];中国林业科学研究院;2015年
7 梁文俊;华北土石山区典型林分健康经营技术基础研究[D];北京林业大学;2013年
8 马增旺;冀北人工固沙林林分特征与综合评价研究[D];中国林业科学研究院;2013年
9 李永亮;人工林林分交互式经营可视化模拟技术研究[D];中国林业科学研究院;2014年
10 赵中华;基于林分状态特征的森林自然度评价研究[D];中国林业科学研究院;2009年
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1 黄帅;水热控制对川南五种林分氮矿化的影响[D];四川农业大学;2018年
2 闫灿;地形坡度对机载LiDAR林分平均高反演的影响研究[D];东北林业大学;2019年
3 吕盛;缙云山不同林分土壤有机碳剖面分布及矿化特征研究[D];西南大学;2018年
4 徐扬洋;基于Voronoi图的阔叶混交林林分空间结构研究[D];安徽农业大学;2017年
5 耿林;基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取[D];东北林业大学;2018年
6 刘炅昊;帽儿山林场新垦施业区林分空间结构分析[D];东北林业大学;2017年
7 杨安;小兴安岭森林自然保护区土壤甲螨多样性研究[D];北华大学;2018年
8 刘思聪;天然林林分空间结构探究[D];广西大学;2017年
9 廖梓延;基于经验和过程方法的松栎林枯损动态预估[D];西北农林科技大学;2017年
10 刘彦君;应用三维模拟进行林分空间结构及竞争的研究[D];北京林业大学;2011年
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