湖南栎类天然次生林林层划分方法研究

发布时间：2020-07-10 08:36

【摘要】：林层划分有助于研究天然次生林林分特征及其变化规律,林层分异的本质是由林木竞争引起林木个体分化所形成,而现有林层划分方法并未完全考虑林木间的竞争对林层划分的影响。湖南作为我国最丰富的栎类天然次生林资源分布区之一,如何准确的划分栎类次生林林层,对其林分特征及其变化规律和林分经营管理显得尤为重要。鉴于此,本研究选取了 51块湖南栎类天然次生林典型样地作为研究对象,从林木竞争的角度提出一种湖南栎类天然次生林林层划分的方法,为栎类天然次生林的经营、管理、保护和利用提供参考依据和理论基础。(1)提出林木竞争划分法。在完成样地自由树冠幅模型构建后,计算得到所有林木的竞争压力指数(CSI)和综合竞争压力指数(C-CSI),再分别把林木的2种竞争压力计算值作为聚类因子,通过K-means聚类分析,将全林分划分为2个林层或3个林层,基于此提出了林木竞争划分法。(2)林层划分新方法的检验。选取国家林层划分标准来检验林木竞争划分法的林层划分数目、树高变异系数来检验两种竞争指标的优劣性、直径分布规律与树高胸径关系来检验林木竞争划分法的林层划分是否符合自然分异规律。1)国家林层划分标准检验结果表明:划分为2层时符合国家林层划分标准;而划分为3个林层时不符合国家林层划分标准;2)树高变异系数检验结果表明:划分林层比未分层的平均树高变异系数显著降低,综合竞争压力指数优于竞争压力指数。其中,全林分的平均树高变异系数为28.04%,上层的平均树高变异系数为13.23%,降低了 52.82%;下层的平均树高变异系数为19.00%,降低了 32.24%。综合竞争压力指数与竞争压力指数相比,其上层的树高变异系数降低了 10.73%,下层的树高变异系数基本不变;3)直径分布规律检验结果表明:林木竞争划分法能将林分内生长状况相似的林木划分为同一林层,准确反映出栎类次生林的林层自然分异规律。其中,上层直径分布拟合结果均符合Weibull分布,参数c在1-3.6之间,呈右偏山状曲线。下层拟合结果服从Gamma分布,参数p均大于2,其直径分布曲线是先往下凸,然后中间往上凸,最终向下凸,而Weibull分布函数、Gamma分布函数和正态分布函数均不能有效拟合整个栎类次生林全林的直径分布。4)树高胸径关系检验结果表明:采用林木竞争划分法划分林层后,其各亚层的树高胸径关系与全林分相比更有规律性,与不分层的全林分相比,上层和下层平均绝对误差(AMR)与均方根误差(RMSE)有明显的下降。其中,采用Curtis式拟合效果优于Schumacher式,其平均绝对误差(AMR)较低、均方根误差(RMSE)与确定系数(R2)较高。(3)林层划分新方法与现有方法的比较。研究结果表明:对当前阶段的湖南栎类天然次生林林层划分而言,林木竞争划分法要优于现有林层划分方法。其中,TSTRAT分层法易出现多划林层的情况,尤其是林分下层的林层数目明显偏多;LMS划分法的各亚层之间层间距明显偏小,在较低的林层内容易出现单木成层的现象:国际林联划分法的林层划分数目固定为3层,缺少一定的灵活性与适用性;全树高聚类划分法其划分结果从纯数据上对林层进行划分,且该方法容易将树高断点处作为聚类分层时的聚点,其划分结果缺乏一定生物学解释意义,最后对5种林层划分法的划分结果进行国家林层划分标准检验,检验结果表明只有林木竞争划分法的划分结果的各项检验因子满足检验标准。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S718.5;S792.18
【图文】：

技术路线图,林层,林业科技,栎类

图１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｃｈａｒｔ逡逑

压指,竞争压力,样木

逦样木编号逡逑Ｓａｍｐｌｅ邋Ｔｒｅｅｓ邋Ｎｏ．逡逑图３竞争压力指数计算结果逡逑Ｆｉｇ．３邋Ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ邋Ｓｔｒｅｓｓ邋Ｉｎｄｅｘ逡逑由式（３－３）与式（３－７）对５１块样地综合竞争压力指数进行计算，部分样地的计逡逑算结果如下所示：逡逑２４逡逑

竞争压力,指数,样木,样地

【参考文献】