基于经验和过程方法的松栎林枯损动态预估

发布时间：2020-10-31 23:31

　　 本研究选取秦岭林区具有代表性的松栎林为研究对象,从林分、径阶和单木三个水平上,分析了林分结构对林木自然枯损的影响,并根据密度效应的一般规律,选择适用方程,编制了松栎林的密度控制图。在林分水平上,通过模型筛选,模拟了松栎林各优势林分的自疏曲线,比较了各最大密度线的差异;在径阶水平上,比较松栎林主、次林层间林木枯损差异;在单木水平上,从个体大小和竞争指标上分析松栎林内各树种枯损差异。同时采用西北农林科技大学开发的可变密度全林模型QUASSI 1.0,基于赫尔辛基大学开发的CROBAS碳平衡模型框架,融合二类调查数据、实验数据、文献数据以及解析木数据,进行参数校正及优化,本地化了CROBAS-PT(油松)枯损模块的参数。并根据立地条件和初始密度选取了9个代表性油松林分,以20年为预测期,比较分析了经验模型和过程模型在不同密度、不同地位级条件下对枯损预测的差异,同时采用平均误差、平均绝对误差和平均相对误差分析了过程模型CROBAS-PT与经验模型QUASSI 1.0预测值的偏差。研究主要结果如下:(1)松栎林树种组成的不同对林分自然稀疏现象具有明显的影响,华山松和锐齿栎林分枯损率开始较高,随后逐渐趋于稳定,而油松枯损率整体较低且趋势平缓。多次剔除不足立木度方法能准确估计秦岭林区不同林分自然稀疏率,估计值能较好的满足-3/2自然稀疏法则。松栎林内,上层木的存活概率明显高于下层木;松栎林枯死木径阶分布成倒J型,即在生长期内,随着树木胸径增大,其枯损概率逐渐降低;单位面积内枯立木株数随着BAL值的增大,呈现先增后减的趋势,在中等竞争条件下,林木枯损概率最大;(2)在误差允许的情况下,编制的林分密度控制图能较好的展现林分密度与林分各因子的动态关系,为定量间伐和生长预测提供重要依据。(3)对于不同初始密度的油松林,CROBAS-PT和QUASSI 1.0在预测期内均呈现初始密度越大,林分年枯损率越大的规律;对于不同地位级的油松林,无论过程模型CROBAS-PT还是经验模型QUASSI 1.0在预测期内,林分枯损受立地条件的影响均不敏感。CROBAS-PT枯损预测的机理过程分析说明,油松树冠投影在20a至40a预测期内呈现先增加后降低的趋势。立地质量越好的林分,树冠投影越大,枯损率越大。误差检验分析显示,过程模型CROBAS-PT枯损预测结果符合统计检验要求,尽管CROBAS-PT对于枯损的预测相比经验模型QUASSI 1.0存在一定程度的低估。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S758
【部分图文】：

图 2-1 研究区域林业基本图Fig. 2-1 Locations of study areas研究区位于秦岭南坡中段宁陕县境内的火地塘。林区地形复杂，山势东高西低，坡度一般在 20°~25°之间，海拔跨度为 800m~2474m。林区年降水量为 1000mm，雨季集中于 7 月和 8 月，年平均温度 12.7℃，绝对最高温和最低温分别为 28.6℃和-9.5℃，年日照时数为 1327.5 小时，生长期约为 6 个月，属于北亚热带气候类型。土壤主要有山地棕壤、暗棕壤和山地草甸土。林区内森林植被类型主要是在 20 世纪 60~70 年代全面森林主伐后形成的天然次生林，平均年龄在 35~40 年。林区现有森林覆被率高达 93.8%。由油松-华山松-锐齿栎组成的松栎林是林区内分布较广最具典型地带性的群落之一，主要分布在 1000~1500m（唐志尧，2004）。油松（Pinus tabulaeformis）是秦岭松栎林带主要的针叶树种之一，油松在秦岭坡度较大、土层较薄的山坡、山脊占绝对优势并形成纯林，具有一定的天然更新能力。

技术路线图

图 3-1 油松（a）、华山松（b）、锐齿栎（c）自疏曲线及其比较（d）Fig. 3-1 Comparison Self-thinning models for the major stands.1.2 林分密度指数参数估计结果见表 3-2。表中，最初未进行剔除不足立木度样地所进行的参数估计估计次数记为第 1 次，进行第一次剔除不足立木度样地后采用剩余样地进行的参数，其估计次数记为第 2 次，以此类推。最终得到含估计参数 a、β 的表达式以及最度线见图 3-2，图中展绘所有实测样点。表 3-2 林分密度指数模型拟合结果及参数Tab. 3-2 Fitting formulation of Reineke’s model tested and parameters相对纯林Relative Pure Stand估计次数Estimation Times剩余样本量Numberof Plots决定系数R2调整值参数 Parametera b松 Pinus tabulaeformis 3 15 0.732 5.139 -1.523山松 Pinus armandii 3 10 0.747 4.973 -1.400齿栎 Quercus alienavar.acuteserrata4 19 0.925 4.906 -1.324
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本文编号：2864671