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

1、本研究以15年生長(zhǎng)白落葉松(Larix olgensis Henry)人工林為研究對(duì)象，針對(duì)人工純林普遍具有的混交度低、水平分布格局均勻等特點(diǎn)，著重從樹(shù)冠結(jié)構(gòu)，林木競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)探討人工林空間結(jié)構(gòu)。運(yùn)用樹(shù)冠重疊系數(shù)、Hegyi競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)和生長(zhǎng)空間指數(shù)作為林分空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化指標(biāo)來(lái)描述林木之間的空間關(guān)系;模擬空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營(yíng)。根據(jù)22塊不同年齡、不同密度及不同立地條件下的標(biāo)準(zhǔn)地中95株標(biāo)準(zhǔn)木的樹(shù)干解析、枝解析及節(jié)子剖析數(shù)據(jù)，基于理論生長(zhǎng)或經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)方

2、程，構(gòu)建落葉松樹(shù)冠結(jié)構(gòu)靜態(tài)模型及樹(shù)冠動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)模型。將結(jié)構(gòu)模型、生長(zhǎng)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(yíng)模擬，進(jìn)一步分析了間伐林隙動(dòng)態(tài)填充過(guò)程。研究結(jié)果表明:
　　(1)Hegyi競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)，樹(shù)冠重疊指數(shù)和生長(zhǎng)空間指數(shù)三者對(duì)于林木生長(zhǎng)狀況優(yōu)劣的反映是一致的，可作為空間優(yōu)化指標(biāo)。(2)15％左右為15年生落葉松人工林最優(yōu)的間伐強(qiáng)度，空間優(yōu)化達(dá)到最佳，優(yōu)化后林分競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)減小，生長(zhǎng)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(yíng)，最優(yōu)的間伐強(qiáng)度為15％、10％左右。(3)以理論生長(zhǎng)方程為基礎(chǔ)，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(jí)枝條的基徑、枝長(zhǎng)、著枝角度、弦長(zhǎng)、樹(shù)冠半徑的預(yù)測(cè)模型。所建模型可以很好地預(yù)估落葉松人工林的的樹(shù)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(zhǎng)動(dòng)態(tài)模型。(4)樹(shù)冠一級(jí)枝條總枝條數(shù)可以采用單方程直接預(yù)估，一級(jí)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(shù)冠半徑動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)可用Schumacher方程來(lái)預(yù)估，冠長(zhǎng)動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)可用Korf方程來(lái)預(yù)測(cè)。(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(diǎn)，可在1-3年內(nèi)完成填充。(7)實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)測(cè)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(shí)現(xiàn)了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)模型的林分生長(zhǎng)動(dòng)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(yíng)探索出新的理論和方法，對(duì)調(diào)整人工林林分水平分布格