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基于TWINSPAN分类的天然云冷杉-阔叶混交林发育阶段划分 预览
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作者 周梦丽 雷相东 +2 位作者 国红 段光爽 阎晓旺 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期49-55,共7页
[目的]提出了基于TWINSPAN双向指示种分析法的发育阶段划分方法。划分天然云冷杉-阔叶混交林的发育阶段,为天然林发育阶段划分和按阶段进行森林经营提供方法和理论依据。[方法]以吉林省森林资源一类连续清查中的172块云冷杉阔叶混交林... [目的]提出了基于TWINSPAN双向指示种分析法的发育阶段划分方法。划分天然云冷杉-阔叶混交林的发育阶段,为天然林发育阶段划分和按阶段进行森林经营提供方法和理论依据。[方法]以吉林省森林资源一类连续清查中的172块云冷杉阔叶混交林为对象,采用TWINSPAN双向指示种数量分类法进行初始分类,对各初始类的生长、树种多样性和结构进行比较分析,进而划分其生长发育阶段。[结果]TWINSPAN法将云冷杉阔叶混交林分为3类(类1:云杉桦木混交林;类2:冷杉软阔叶混交林;类3:红松云杉硬阔叶混交林)。各类林分直径分布相似,基本均呈倒J形分布;垂直结构呈现一定的规律性。各类的林分因子、定期生长量存在一定差异,其中,林分的平均胸径、平均高、优势高、优势径、每公顷蓄积的大小排序为:类2<类1<类3;定期生长量的大小排序为:类3<类2<类1。各类林分的树种多样性存在一定差异,树种丰富度的大小排序为:类2>类3>类1,类2、类3的树种优势度低于类1。[结论]根据TWINSPAN、林分结构和生长分析,云冷杉阔叶混交林的生长发育阶段依次为:冷杉软阔叶混交林、云杉桦木混交林、红松云杉硬阔叶混交林。该方法也可用于其它天然林发育阶段的划分。 展开更多
关键词 天然云冷杉-阔叶混交林 生长发育阶段 TWINSPAN分类
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基于相邻木关系的林层间结构解析
2
作者 周超凡 张会儒 +1 位作者 徐奇刚 雷相东 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期66-75,共10页
【目的】林层是林分空间结构垂直尺度上的一种结构,也是当前林分空间结构的研究热点。对于林层的研究多集中于林层划分的方法以及各林层内的结构分析,而对林层间的关系研究较少。细致的林分结构分析是森林精准经营的前提,探讨林层结构... 【目的】林层是林分空间结构垂直尺度上的一种结构,也是当前林分空间结构的研究热点。对于林层的研究多集中于林层划分的方法以及各林层内的结构分析,而对林层间的关系研究较少。细致的林分结构分析是森林精准经营的前提,探讨林层结构的分布及其与生长量的关系可以丰富结构化森林经营的理论基础,对竞争指数的构建也有一定指导价值。【方法】基于相邻木关系,区分对象木和相邻木在上、中、下林层中的分布,将林层比(L)的5种情形细化为45种'林层结构类型',结合林层比对蒙古栎林分的林层结构的株数分布进行深度解析,并探讨与林木生长量之间的关系规律。【结果】(1)蒙古栎林分林层结构较复杂:对象木结构单元中4株相邻木都与对象木同层的情况较少,而2株或3株相邻木与对象木不同层的情况较多;对象木结构单元中5株林木在3个林层都有分布的情况是最多的,其次5株林木倾向于分布在相邻的两个林层中,且中层分布有较多林木的林层结构类型的数量较多。(2)蒙古栎林分林层比类型间生长量的差异显著度为:下层>上层>中层;当对象木同层的相邻木从4株到0株时,下层对象木生长量有显著下降趋势,上层有明显上升趋势,而中层的相邻木的作用复杂,导致生长量没有显著变化趋势。(3)影响蒙古栎林上层对象木生长的林层因素较为单一,主要为上层相邻木的侧向挤压作用;而林层因素影响蒙古栎林中、下林层生长的作用是较为复杂的:中层对象木主要受上层的遮盖影响较大,其次是中层的侧向挤压;下层对象木主要受中层的遮盖影响较大,其次是下层的侧向挤压或上层的遮盖影响。【结论】本文构建的'林层结构类型'在分析林层结构的数量分布、解释生长量的大小方面都有较好的效果,可以系统又全面地解析林层间结构。 展开更多
关键词 林层 林层结构类型 林层比 胸径生长量 相邻木关系 蒙古栎
多功能森林经营方案编制关键技术及辅助系统研究 预览 被引量:1
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作者 谢阳生 陆元昌 +4 位作者 雷相东 刘宪钊 王晓明 蔡道雄 国红 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-9,共9页
随着我国森林经营逐步进入多功能森林经营阶段,多功能森林经营方案的编制任务日渐紧迫,多功能森林经营方案编制技术作为多功能森林经营方案制定的基础和关键,目前尚未形成一套完整的体系。本研究从多功能森林经营方案编制技术体系入手,... 随着我国森林经营逐步进入多功能森林经营阶段,多功能森林经营方案的编制任务日渐紧迫,多功能森林经营方案编制技术作为多功能森林经营方案制定的基础和关键,目前尚未形成一套完整的体系。本研究从多功能森林经营方案编制技术体系入手,研究多功能可持续森林经营方案编制的理论和关键技术,包括多功能森林经营区划、森林作业法设计、可持续采伐量计算、多功能森林经营的投入产出等关键技术。将"功能区划-作业法设计–效益分析评价"这个支撑森林经营方案的底层结构和算法模式串联起来,提出与经营目标和作业方法一致的结构化整体进程模型,并集成到软件系统中,形成多功能森林经营方案辅助设计系统。提出了多功能森林经营方案编制关键技术,梳理了技术体系,完成了辅助设计系统。研究的结果为多功能森林经营方案编制提供了技术规范及辅助工具,是多功能森林经营方案编制技术集成的有益尝试。同时对支持森林生态系统可持续经营管理、推进森林经营方案的编制和实施、确保编制成果的科学性和实用性都有重要意义。 展开更多
关键词 多功能森林经营 森林经营方案编制技术 多功能森林经营区划 多功能森林作业法设计
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森林质量评价及精准提升理论与技术研究
4
作者 张会儒 雷相东 +2 位作者 张春雨 赵秀海 胡雪凡 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-18,共18页
在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质... 在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质量的评价指标有哪些?如何基于生态学理论和经营理论来提升森林质量?本文采用文献分析方法,对国内外森林质量评价指标进行了综述,从森林干扰理论、演替理论、主导生态因子作用、生态位原理、生物多样性原理和边缘效应原理等方面总结分析了质量提升的生态学和林学基础。认为森林质量评价指标存在层次性和目标相关性,核心是森林生态系统本身的属性,提出了评价指标体系框架。构建了森林质量精准提升技术体系,包括立地评价和适地适树、森林生长收获预测、森林经营规划等7个方面,为我国的森林质量精准提升工作提供依据。 展开更多
关键词 森林质量 评价指标 质量提升 理论基础 提升技术
长白落叶松叶面积回归模型及比叶面积估计 预览
5
作者 解雅麟 雷相东 +2 位作者 王海燕 秦倩倩 李翔 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期57-63,共7页
[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场40株10-40年生长白落叶松的健康针叶为研究对象,建立叶面积回归模型并估计其比叶面积。[方法]通过WinSEEDLE种子和针叶图像分析系统获取长白落叶松50束共150针的针叶面积、长度、宽度以及周长,再分... [目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场40株10-40年生长白落叶松的健康针叶为研究对象,建立叶面积回归模型并估计其比叶面积。[方法]通过WinSEEDLE种子和针叶图像分析系统获取长白落叶松50束共150针的针叶面积、长度、宽度以及周长,再分别烘干至恒质量获得叶片干质量。建立以叶长 L、叶宽W、叶周长P和叶片干质量X为自变量,叶面积LA为因变量的一元、二元和三元线性、指数和幂函数回归模型,并用平均误差、总体相对误差、平均系统误差、平均预估误差和均方根误差等统计量来评价模型误差和拟合优度。采用算术平均法、比估计法和最小二乘法计算比叶面积,并对3种方法的方差进行比较,获取最优估算值。[结果]一元、二元和三元模型均以指数函数最佳,模型分别为 LA=5.929 e^ 1.313W (R^2=0.858),LA=6.194 e^(0.023L+0.637W)(R^ 2=0.936)和LA=6.445 e ^(0.021L+0.598W+18.067X)(R^ 2=0.941)。[结论]算术平均法获取的比叶面积的精度最高,该方法得到的长白落叶松的比叶面积为8.026 m 2·kg ^-1 。 展开更多
关键词 长白落叶松 叶面积模型 比叶面积 WinSEEDLE
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基于BP神经网络的广东省针阔混交异龄林立地质量评价
6
作者 沈剑波 王应宽 +3 位作者 雷相东 雷渊才 汪求来 叶金盛 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期38-47,共10页
【目的】针阔混交异龄林的地位指数计算一直是立地质量评价中的难点,国内外对针阔混交异龄林的地位指数模型的研究较少,为建立更精确的针阔混交异龄林地位指数模型,把神经网络模型引入针阔混交异龄林的立地质量评价。【方法】以广东省... 【目的】针阔混交异龄林的地位指数计算一直是立地质量评价中的难点,国内外对针阔混交异龄林的地位指数模型的研究较少,为建立更精确的针阔混交异龄林地位指数模型,把神经网络模型引入针阔混交异龄林的立地质量评价。【方法】以广东省针阔混交异龄林为研究对象,建立基于神经网络方法的林分优势高模型以及针阔混交林地位指数模型,除年龄因子外,加入了海拔、坡度、坡向、坡位、土壤厚度、腐殖层厚度等立地因子,另外考虑针叶树种与阔叶树种的断面积比重对针阔混交异龄林样地地位指数的影响,并建立针阔混交异龄林的地位指数的计算模型。【结果】针阔混交林的地位指数的最大值为21.4 m,最小值为6.1 m,平均值为13.7 m,中位数为13.6 m,标准差为3.2 m,地位指数的最大值与最小值的差值为15.3 m。【结论】从结果中可以反映出,广东省地貌复杂且破碎,山多平地少,立地状况差异较大;另外由于广东省林地树种及树种比例具有复杂多样性的特征,导致基准年龄的差异较大。故地位指数的变异较大。本研究在计算针阔混交林的地位指数时,加入了海拔、坡度、坡向、坡位、土壤厚度、腐殖层厚度等立地因子,提高了针阔混交林地位指数的预估精度。研究结果为针阔混交异龄林地位指数的计算提供了精度更高的方法。 展开更多
关键词 针阔混交异龄林 神经网络 地位指数 立地因子
基于随机森林模型的天然林立地生产力预测研究 预览
7
作者 高若楠 谢阳生 +2 位作者 雷相东 陆元昌 苏喜友 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期39-46,共8页
从汪清林业局大荒沟林场、大柞树林场等11个林场的森林资源二类调查数据中选取优势树种为蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的小班。以海拔、土层厚度、坡位、坡向、腐殖质层厚度、坡度6个立地因子以及年平均气温、月平均气温差等19个气... 从汪清林业局大荒沟林场、大柞树林场等11个林场的森林资源二类调查数据中选取优势树种为蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的小班。以海拔、土层厚度、坡位、坡向、腐殖质层厚度、坡度6个立地因子以及年平均气温、月平均气温差等19个气候因子为输入变量,以树种年平均蓄积生长量为输出变量,应用随机森林回归算法分别建立蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的立地质量评价模型,对不同立地条件下的造林地进行生产潜力预测。同时,分析了各环境因子对树种生长的影响权重。结果表明:1)所建立的3种回归模型的RMSE的值分别为:0.22、0.54、0.52,R^2值分别为:0.79、0.79、0.72,模型的拟合效果较为理想。2)研究区域内,对蒙古栎生长影响较大的因子依次为月平均气温差、温度季节性变化、坡度、年降水量、年平均气温差;对针阔混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、腐殖质层厚度、月平均气温差、最湿季度降水量、最暖季度降水量;对阔叶混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、坡位、坡向、温度季节性变化、最干旱季平均气温。3)通过对比同一立地3种类型的生产力,针阔混交林、阔叶混交林的年平均蓄积生长量均高于蒙古栎纯林,针阔混交林略高于阔叶混交林。4)因此,应客观考虑环境因子对于林木的影响程度,使其生长环境条件尽可能地处于最佳组合状态。 展开更多
关键词 天然林 蒙古栎 阔叶混交林 针阔混交林 随机森林模型 立地质量评价 生产力预测 汪清林业局 吉林延边
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针阔混交异龄林林分优势高的确定方法 预览
8
作者 沈剑波 雷相东 +2 位作者 王虎威 叶金盛 汪求来 《林业与环境科学》 2019年第1期43-48,共6页
基于广东省59块针阔混交异龄林一类固定样地实测数据,采用7种方法计算林分优势高,对7种计算方法获取的林分优势高进行相关性分析和差异分析,并建立了林分优势高和林分平均高的线性模型。结果表明,针阔混交异龄林的7种林分优势高间的相... 基于广东省59块针阔混交异龄林一类固定样地实测数据,采用7种方法计算林分优势高,对7种计算方法获取的林分优势高进行相关性分析和差异分析,并建立了林分优势高和林分平均高的线性模型。结果表明,针阔混交异龄林的7种林分优势高间的相关系数均超过0.9;根据差异性分析结果和调查、计算简单的原则,确定不分树种取最大3株优势高的算术平均作为针阔混交异龄林的林分优势高;林分优势高与林分平均高之间的关系方程为Y=0.948 9X+4.133 7,决定系数R2为0.656 3,具有良好的线性关系。 展开更多
关键词 针阔混交异龄林 林分优势高 林分平均高
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基于多层感知机的长白落叶松人工林林分生物量模型
9
作者 徐奇刚 雷相东 +2 位作者 国红 李海奎 李玉堂 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期97-107,共11页
【目的】神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一... 【目的】神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一类清查固定样地的917组数据,分别建立了基于传统的对数转化后线性模型和神经网络多层感知机的地上生物量和总生物量模型。使用AIC、决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RMSEr)和平均绝对误差(MAE)来评价模型。【结果】估计精度最高的模型是输入单元为林分平均胸径(D)-平均高(H)-林分密度指数(S)-海拔(HB)-坡向(PX)-坡位(PW)、2个隐藏层、隐单元数为40-20的神经网络模型,与传统对数转换线性回归模型相比,地上生物量和总生物量模型的调整决定系数(Adj.R~2)分别从0.902 1提高到了0.914 1,从0.897 9提高到了0.908 9;RMSEr分别从6.330 5%降低到了5.992 2%,从6.490 1%降低到了6.153 6%。包含立地因子的神经网络模型比未包含立地因子的神经网络模型估计精度略有提升,地上生物量与总生物量的Adj.R~2分别提高了0.88%和0.99%,RMSEr分别降低了5.33%和5.46%。【结论】多层感知机生物量模型的估计精度比传统回归模型略有提高,但它可以避免模型选型和违背传统统计假设的处理等问题,且能够一次性计算地上生物量和总生物量模型,有一定优势。 展开更多
关键词 长白落叶松 林分生物量 对数转化后线性回归模型 多层感知机模型
东北天然针阔混交林凋落物磷素空间异质性及其影响因素 预览
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作者 秦倩倩 王海燕 +4 位作者 李翔 雷相东 解雅麟 郑永林 耿琦 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4519-4529,共11页
以天然云冷杉(Picea jezoensis var.microsperma(Lindl.)W.C.Cheng&L.K.Fu and Abiesnephrolepis(Trautv.)Maxim.)针阔混交林为研究对象,基于4块1hm^2固定样地林分调查数据和等距离网格布点取样的400个半分解层凋落物样品的养分测... 以天然云冷杉(Picea jezoensis var.microsperma(Lindl.)W.C.Cheng&L.K.Fu and Abiesnephrolepis(Trautv.)Maxim.)针阔混交林为研究对象,基于4块1hm^2固定样地林分调查数据和等距离网格布点取样的400个半分解层凋落物样品的养分测定数据,采用地统计学方法,分析凋落物磷浓度、归还量及利用效率的空间格局特征及其影响因素.结果表明:4块样地凋落物磷浓度均值为1.26g/kg,归还量均值为24.57kg/hm^2,利用效率均值为841.74,均表现为中等强度变异,具有明显的空间异质性,且同一样地,变异程度呈现出磷归还量>磷利用效率>磷浓度.凋落物磷浓度、归还量(样地Ⅲ和Ⅳ结构比大于75%,其空间异质性主要由随机效应引起,不适合进行空间插值)和利用效率主要受结构性因素影响,具有较高的空间自相关性.同一样地磷利用效率的空间异质性较磷浓度及归还量低,各样地磷浓度、归还量和利用效率空间自相关范围分别为9.9-40.5m、11.9-52.9m和8.1-39.3m.同一样地磷利用效率的分形维数高于磷浓度,空间格局较磷浓度复杂,磷浓度空间依赖性更强,具有更好的结构性.凋落物磷浓度、归还量(除样地Ⅲ和Ⅳ)和利用效率呈现条带状和斑块状梯度性分布,且磷浓度和利用效率的空间分布格局相似.凋落物磷浓度、归还量和利用效率受到郁闭度、物种数和植物多样性等多种因子的影响. 展开更多
关键词 云冷杉针阔混交林 凋落物 空间异质性 地统计学
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长白山云冷杉针阔混交林半分解层凋落物生态功能 预览 被引量:1
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作者 秦倩倩 王海燕 +4 位作者 李翔 解雅麟 雷相东 郑永林 杨丹丹 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期147-152,共6页
[目的]以长白山天然云冷杉针阔混交林为研究对象,分析凋落物的现存量及持水性能和养分归还量等,从水源涵养和养分归还两方面阐述森林凋落物的生态功能。[方法]基于等距离网格布点法,在4块1 hm 2样地上采集凋落高峰期前(8月下旬)半分解... [目的]以长白山天然云冷杉针阔混交林为研究对象,分析凋落物的现存量及持水性能和养分归还量等,从水源涵养和养分归还两方面阐述森林凋落物的生态功能。[方法]基于等距离网格布点法,在4块1 hm 2样地上采集凋落高峰期前(8月下旬)半分解层的凋落物样品400个,并对其生态功能指标进行测定分析。[结果]4块云冷杉针阔混交林样地半分解层凋落物现存量均值为19.50 t·hm^-2;持水量均值为5.56 t·hm^-2 ,持水率均值为64.08%;全碳(C)、全氮(N)和全磷(P)的养分浓度均值分别为421.68、18.86和1.26 g·kg^-1 ,养分归还量均值依次为8.16、0.36和0.02 t·hm^-2 ,养分利用效率大小顺序为P>N>C。[结论]天然云冷杉针阔混交林各样地间虽存在差异,但其半分解层凋落物的水源涵养和养分归还等生态功能均较好,林下凋落物分解速度较快,持水性能较好,养分归还量较多。 展开更多
关键词 云冷杉针阔混交林 凋落物 半分解层 持水性能 养分归还
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不同群落蒙古栎种群空间格局的地统计学分析 被引量:3
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作者 陈科屹 张会儒 雷相东 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1542-1550,共9页
以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置2块1 hm2的处于不同演替阶段的样地(A、B).采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10 m×10 m的调查单元,对单元内每株林木的空间坐标进行精确定... 以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置2块1 hm2的处于不同演替阶段的样地(A、B).采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10 m×10 m的调查单元,对单元内每株林木的空间坐标进行精确定位,调查所有胸径≥1 cm的林木基本信息.采用地统计学分析的半方差函数法和分维数对蒙古栎种群各林木属性的空间异质性程度、组成、尺度、方向进行分析;运用克里格插值法对具有空间自相关的树木属性进行无偏估计并绘制分布图,分析其空间分布格局.结果表明:两块样地各林木属性的最优半方差函数以指数模型和球状模型为主,呈聚集分布,但样地A较样地B的空间自相关程度更高,空间连续性更大;两块样地内部,胸径和东西冠幅均表现出较强的空间异质性和空间自相关性.两块样地各林木属性均在南北方向上表现出较强的空间异质性.此外,样地A在西北-东南方向上也存在较强的空间异质性,而样地B则在东北-西南方向存在较强的空间异质性.两者相比,样地A的空间异质性强度更高、尺度更大.样地A中胸径和东西冠幅变异明显,而样地B中东西冠幅和南北冠幅变异明显.分维数值反映的结果与标准半方差函数值的结果基本一致.样地A各林木属性变量以斑块状和条带状分布为主,空间分布格局和变化趋势明显,而样地B各林木属性变量分布破碎,格局复杂.上述结果说明,种群属性特征、群落发育程度、空间尺度大小和空间水平方向可能影响种群的空间格局.基于地统计学的分析方法有助于定量、直观地描述种群的生长现状和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供理论基础. 展开更多
关键词 蒙古栎 空间格局 地统计学 半方差函数 空间插值
天然次生林蒙古栎种群空间格局 预览 被引量:4
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作者 陈科屹 张会儒 雷相东 《生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期3462-3470,共9页
以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置了2块1hm2群落组成和结构存在差异的样地(样地A、样地B)。采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10m×10m的调查单元,精... 以蒙古栎天然次生林中的蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,在吉林省汪清林业局塔子沟林场设置了2块1hm2群落组成和结构存在差异的样地(样地A、样地B)。采用相邻网格调查法将每块样地划分为100个10m×10m的调查单元,精确定位单元内每株林木的空间坐标(X,Y),调查所有胸径(DBH)≥1cm的林木基本信息。采用径阶替代年龄的方法,将蒙古栎划分为4个不同的生长阶段:Ⅰ龄级(1cm≤DBH〈10cm),Ⅱ龄级(10cm≤DBH〈20cm),Ⅲ龄级(20cm≤DBH〈30cm),Ⅳ龄级(DBH≥30cm)。运用单变量、双变量成对相关函数、标记相关函数、标记变异函数,分析了不同群落中蒙古栎种群在不同空间尺度上的分布格局。结果显示:(1)两块样地中蒙古栎在大尺度上均呈随机分布,聚集分布主要集中在中小尺度,这主要是由Ⅰ、Ⅱ龄级的蒙古栎在中小尺度上的强度聚集所致,两块样地均未出现均匀分布的格局;样地A中蒙古栎聚集的尺度和强度均明显大于样地B中蒙古栎的聚集;(2)样地A中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ龄级的蒙古栎之间在中小尺度上呈正关联,高龄级与低龄级之间则呈负关联,尤其是Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级之间;而样地B中几乎未出现负关联的格局,各龄级之间以无关联为主,伴随以小尺度和低强度的正关联;(3)样地A中蒙古栎的空间自相关性较强,尤其体现在林木胸径方面;相比之下,样地B中胸径和树高的空间自相关得以减弱。上述结果表明,研究的空间尺度大小、物种的生长阶段、群落的发育程度均会给蒙古栎种群的空间分布格局造成影响。该研究有助于深入了解蒙古栎及蒙古栎次生林的现状、生长特性和发展趋势,可为东北林区大面积的蒙古栎天然次生林的可持续经营提供参考。 展开更多
关键词 天然次生林 蒙古栎 分布格局 关联性 空间自相关
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基于林分潜在生长量的立地质量评价方法与应用 预览
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作者 雷相东 符利勇 +2 位作者 李海奎 李玉堂 唐守正 《林业科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期116-126,共11页
【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和... 【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和潜在生产力模型-落实到地块的立地质量制图技术流程,并以吉林省针阔混交林为例,利用4期一类清查固定样地数据,基于林分潜在生长量的立地质量评价方法开展案例研究。【结果】影响吉林省林地立地质量的主要立地因子包括地貌、海拔、坡位、坡度、土壤类型和腐殖质层厚度;采用立地类型约束的树高生长分级法,将6个因子组合的立地类型分为5个等级,针阔混交林不同立地等级的林分平均高、断面积和蓄积量生长模型具有较好的生物学意义和统计可靠性,决定系数(R^2)分别为0.9918、0.9866和0.9842;5个立地等级的潜在蓄积生产力在3.6~5.8m^3·hm^-2a^-1间,并给出了立地潜在生长量对应的合理林分密度。【结论】基于林分潜在生长量的立地质量评价方法适用于纯林和混交林,可以回答一定立地的最大生产力及现存林分通过密度调控可以提高多少生产力。 展开更多
关键词 立地质量 潜在生长量 立地分级 林分生长类型 混交林
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长白落叶松人工林地位指数及立地形的比较研究 被引量:1
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作者 沈剑波 雷相东 +1 位作者 雷渊才 李玉堂 《北京林业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1-8,共8页
【目的】以吉林省长白落叶松人工林为对象,分析立地形与地位指数及其与林分生产力之间的关系,检验立地形评价长白落叶松人工林立地质量的可行性。【方法】基于168块固定样地的314个观测数据,提出了基准胸径确定的方法,即以胸径-年龄的... 【目的】以吉林省长白落叶松人工林为对象,分析立地形与地位指数及其与林分生产力之间的关系,检验立地形评价长白落叶松人工林立地质量的可行性。【方法】基于168块固定样地的314个观测数据,提出了基准胸径确定的方法,即以胸径-年龄的逻辑斯蒂方程为基础,求其拐点纵坐标(即为基准胸径)。以理查兹生长方程分别拟合优势高-年龄、优势高-优势胸径的导向曲线,分别计算各样地的地位指数与立地形,并分析立地形与地位指数以及二者与林分生产力之间的关系。【结果】立地形与地位指数回归方程的决定系数R2为0.362 7,RMSE为1.993 0 m,平均绝对误差MAE为1.563 2 m。地位指数、立地形与生产力的相关系数分别为0.676 4和0.320 3。采用等距划分的方法将计算所得的地位指数与立地形划分为8个等级,地位指数从1至8级各等级所占比例分别为0.64%、3.82%、12.74%、24.84%、32.48%、19.43%、5.10%、0.96%;立地形从1至8级各等级所占比例分别为0%、1.59%、9.24%、42.36%、44.90%、1.91%、0%、0%。【结论】对于落叶松人工林来说,立地形只能解释36.27%的地位指数变异;地位指数与生产力的相关性远大于立地形与生产力的相关性。对立地形与地位指数采用等距划分的方法进行立地质量等级划分,立地质量等级均呈现出中间多、两头少的趋势,但各等级的样地数量差异较大。总体来说,本研究中立地形不宜作为长白落叶松人工林立地质量评价的指标。 展开更多
关键词 长白落叶松 人工林 地位指数 立地形 基准胸径
云冷杉阔叶混交过伐林林分优势高估计方法的研究 预览 被引量:2
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作者 雷相东 朱光玉 卢军 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期36-41,共6页
[目的]以云冷杉阔叶混交林为对象,比较混交林优势高的估计方法,为混交林立地质量评价提供依据。[方法]在吉林省汪清林业局金沟岭林场,调查53块云冷杉阔叶混交林样地,样地为圆形,面积600 m~2。在每个样地实测6株针阔叶树种优势木的树高... [目的]以云冷杉阔叶混交林为对象,比较混交林优势高的估计方法,为混交林立地质量评价提供依据。[方法]在吉林省汪清林业局金沟岭林场,调查53块云冷杉阔叶混交林样地,样地为圆形,面积600 m~2。在每个样地实测6株针阔叶树种优势木的树高和年龄,并采用针叶树的优势高、阔叶树的优势高、算术平均优势高、加权平均优势高4种方法估计林分优势高,通过不同优势高的相关分析、与林分年龄、蓄积量、生产力和密度的关系进行比较。[结果]4种方法得到的林分优势高有显著的相关性,相关系数在0.434~0.980之间;但单用针叶或阔叶树得到的优势高与二者平均高的差别较大,算术及加权平均方法的结果非常接近;4种方法得到的林分优势高与林分蓄积量具有中等的相关性,相关系数在0.358~0.577之间,以断面积加权林分优势高最大,但与林分生产力无显著的相关性;林分优势高受到林分密度的显著影响,与年龄的关系很弱。[结论]对于云冷杉阔叶异龄混交林,4种林分优势高都不能反映立地生产力,需要更多的验证和发展新的立地质量评价指标。 展开更多
关键词 林分优势高 针阔混交异龄林 立地生产力
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基于清查数据的福建省马尾松生物量转换和扩展因子估算差异解析——3种集成学习决策树模型的比较 被引量:1
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作者 欧强新 李海奎 +1 位作者 雷相东 杨英 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期2007-2016,共10页
生物量转换和扩展因子(BCEFs)是估算森林生物量碳储量普遍使用的重要参数.厘清BCEFs估算差异的来源,可降低森林生物量碳储量评估的不确定性.利用基于集成学习的决策树模型能够很好地解决BCEFs估算差异来源问题.然而,不同此类模型的对... 生物量转换和扩展因子(BCEFs)是估算森林生物量碳储量普遍使用的重要参数.厘清BCEFs估算差异的来源,可降低森林生物量碳储量评估的不确定性.利用基于集成学习的决策树模型能够很好地解决BCEFs估算差异来源问题.然而,不同此类模型的对比研究目前尚未见报道.本研究以第8次国家森林资源清查福建省331块马尾松的固定样地数据作为材料,分别利用增强回归树(BRT)、随机森林(RF)和立体派(Cubist)模型分析BCEFs(包括地上和地下部分)估算差异的来源.结果表明:研究区马尾松BCEFs呈右偏分布,平均值为0.69t·m^-3,最小值为0.67 t·m^-3,最大值为0.71 t·m^-3.BRT、RF和Cubist模型对BCEFs的拟合和预测能力均很好,均能够解释92.8%以上的BCEFs变异.3种模型均给出了相同的前2个相对贡献率最大的自变量,为平均胸径和蓄积量.BCEFs随着平均胸径、蓄积量的增加呈逐渐减小的趋势.平均胸径、蓄积量、平均年龄和平均树高等林分特征因子对BCEFs的影响极大,而土壤因子和地形因子对BCEFs的影响均很小.在建立BCEFs模型时,利用平均胸径、蓄积量、平均年龄和平均树高等少量包含较多BCEFs预测信息的变量便能获取很好的预估精度.当应用固定BCEFs时,应选择在平均年龄、平均胸径以及蓄积等方面具有广泛代表性的样本计算BCEFs. 展开更多
关键词 增强回归树 随机森林 立体派模型 国家森林资源清查 生物量转换和扩展因子
基于3-PG模型的长白落叶松人工林生长和生物量模拟 被引量:1
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作者 解雅麟 王海燕 雷相东 《南京林业大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第1期141-148,共8页
【目的】模拟预测森林经营及气候变化下长白落叶松人工林林分生长及生物量变化,以期为长白落叶松人工林经营管理提供科学依据。【方法】以吉林省和龙、舒兰、通化、汪清、长春林区内15块长白落叶松人工林固定样地为对象,基于气候、土壤... 【目的】模拟预测森林经营及气候变化下长白落叶松人工林林分生长及生物量变化,以期为长白落叶松人工林经营管理提供科学依据。【方法】以吉林省和龙、舒兰、通化、汪清、长春林区内15块长白落叶松人工林固定样地为对象,基于气候、土壤、林分生长等观测数据,运用3-PG模型模拟了研究区内长白落叶松的生物量及其分配,并模拟了CO2浓度升高对生物量的影响。【结果】3-PG模型能够较好地模拟林分蓄积和干生物量的生长变化,除叶生物量外(R^2=0.39),各指标的预测值与实际值的相关性较高(R^2在0.62~0.86之间),平均相对误差和相对均方根误差均小于15%。参数敏感性分析表明:土壤肥力等级和生物量分配参数是该模型的关键参数。研究还发现长白落叶松人工林的生物量随CO2浓度升高而增加。【结论】3-PG模型可以用于长白落叶松人工林的生长模拟。 展开更多
关键词 长白落叶松 3-PG模型 生物量 林分生长
基于BP神经网络的长白落叶松人工林林分平均高预测 被引量:1
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作者 沈剑波 雷相东 +1 位作者 李玉堂 兰莹 《南京林业大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第2期147-154,共8页
【目的】研究BP神经网络模型在树高预测中的应用,分析比较不同森林调查因子及不同神经网络训练算法对平均树高预测的影响,为树高预测提供新的方法。【方法】以吉林省长白落叶松人工林为对象,基于168块固定样地的314个观测数据,运用BP神... 【目的】研究BP神经网络模型在树高预测中的应用,分析比较不同森林调查因子及不同神经网络训练算法对平均树高预测的影响,为树高预测提供新的方法。【方法】以吉林省长白落叶松人工林为对象,基于168块固定样地的314个观测数据,运用BP神经网络建模技术建立了林分平均树高生长模型。输入因子首先加入年龄,然后依次加入立地因子及林木竞争因子,分析立地因子及林木竞争因子对树高的影响。基于Matlab R2016b中的Sigmoid函数和线性函数为神经元的传递函数,分别采用贝叶斯正则化算法和Levenberg-Marquatdt算法(简称L-M算法)对网络进行训练,对比分析了贝叶斯正则化算法和L-M算法作为训练函数的差异。【结果】与L-M训练算法相比,贝叶斯正则化训练算法具有更好的泛化能力。模型中依次加入年龄、立地因子、林木竞争因子后,树高的拟合精度呈现出相同的上升趋势。采用贝叶斯正则化训练算法,当年龄作为输入因子时,决定系数R-2为0.521 0,均方根误差(RMSE)为2.091 7,平均绝对误差(MAE)为1.627 6。加入立地因子后,决定系数R-2提高至0.573 6,提高了10.10%,均方根误差(RMSE)为1.973 6,降低了5.65%,平均绝对误差(MAE)为1.5797,降低了2.94%;在此基础上,加入林木竞争因子后,决定系数R-2为0.845 5,增长了47.40%,均方根误差(RMSE)为1.187 9,下降了39.81%,平均绝对误差(MAE)为0.968 5,下降了38.69%。【结论】利用贝叶斯正则化BP神经网络可以准确地预测长白落叶松人工林的平均高。立地因子及林木竞争因子能够较好地提升林木生长预测的精度,且林木竞争因子对树高的影响明显大于立地因子。 展开更多
关键词 长白落叶松人工林 BP神经网络 贝叶斯正则化算法 L-M算法 立地因子 林木竞争因子
基于最大熵模型的吉林省主要天然林潜在分布适宜性 预览 被引量:1
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作者 刘丹 李玉堂 +5 位作者 洪玲霞 国红 谢阳生 张卓立 雷相东 唐守正 《林业科学》 CSCD 北大核心 2018年第7期1-15,共15页
【目的】研究基于物种分布模型预测天然林类型适宜分布区的方法,探讨影响天然林类型适宜性分布的主导环境因子及其阈值,制作主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图,为东北林区天然林修复中的树种选择和结构调整提供依据。【方法】基于... 【目的】研究基于物种分布模型预测天然林类型适宜分布区的方法,探讨影响天然林类型适宜性分布的主导环境因子及其阈值,制作主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图,为东北林区天然林修复中的树种选择和结构调整提供依据。【方法】基于吉林省第八次森林资源连续清查固定样地数据,采用最大熵物种分布模型,划分11个主要天然林类型(含7类混交林),确定其现实分布点,选取影响林分生长的19个气候因子、33个土壤因子和3个地形因子共55个环境变量。对各天然林类型经变量筛选后进行分布建模,通过受试者工作特征曲线下的面积(AUC)评价模型精度。采用刀切法对模型进行检验,计算各环境变量对天然林类型分布的影响程度,筛选影响天然林类型分布的主导环境因子;将分布适宜性划分为5个等级,并制作不同天然林类型的分布适宜性等级图。【结果】基于最大熵模型的吉林省11个主要天然林类型适宜性分布的训练集和检验集的AUC在0.687 2-0.946 9之间,检验集的精度1个达到"极准确"、7个达到"很准确"、2个达到"较准确"、1个达到"一般"的水平,模型具有很好的泛化能力。各环境变量对天然林类型分布的影响程度由大到小依次为最热月的最高温度、海拔、最热季度的平均温度和年平均温度,最热月的最高温度为其中10个类型的主导环境因子,海拔为其中8个类型的主导环境因子,最热季度的平均温度为7个类型的主导变量因子,年平均温度为其中6个类型的主导环境因子,气温和海拔对预测的天然林类型分布有重要影响。基于建立的模型,形成吉林省11个主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图。【结论】最大熵模型能够很好预测吉林省主要天然林类型的分布适宜区,筛选的影响每个天然林类型分布的主导环境因子及阈值合理,形成的吉林天然林� 展开更多
关键词 森林资源连续清查数据 天然林 混交林 物种分布模型 分布适宜性制图
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