【目的】林下地形是提取单木树高、冠幅等森林参数的必备条件,但由于林区地形起伏较大,传统的测量手段难以获取大范围高精度的森林地区数字地形模型(DTM)。近年来,倾斜摄影测量克服了传统测量技术的缺点,成为获取三维地理信息的新型手段。本文使用无人机倾斜摄影测量技术提取落叶松林下地形,并评测精度与适用性,为后续基于倾斜摄影测量技术提取单木参数的研究提供参考。【方法】选择内蒙古旺业甸林场内山区典型落叶松幼龄林、中龄林和成熟林林分在落叶季进行无人机飞行,采用Context Capture软件对获取的落叶季倾斜像片进行三维重建,生成林区点云。使用布料模拟滤波、加权线性最小二乘、渐进不规则三角网加密法、渐进形态学滤波算法从点云中提取地面点,并采用3种插值方法插值地面点生成测区完整地形。使用激光雷达DTM作为验证数据评价精度。【结果】不同算法的地形提取精度与郁闭度相关。在幼龄林区域和中龄林区域,布料模拟滤波提取地面点的精度最高,决定系数(R~2)均达到0.999,均方根误差(RMSE)分别为1.61 m和0.47 m;在成熟林区域,渐进三角网滤波效果最好,R~2为0.999,RMSE为0.39 m。在不同郁闭度林分选择最优滤波算法基础上,比较不同插值方法生成的数字地形模型(DTM)精度,结果表明:在幼龄林和中龄林,布料模拟滤波点云后经不规则三角网(TIN)插值得到的DTM精度最高,RMSE分别为1.58 m和0.44 m;成熟林分渐进不规则三角网加密滤波后地面点经克里金(Kriging)法插值得到的DTM精度最高,RMSE为0.31 m。【结论】实验证明,倾斜摄影测量技术可用于落叶松林分地形提取。

【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。

随着数字林业和精准林业建设的推进,利用三维可视化技术辅助森林管理的需求越发突出,然而3D森林景观建模与建筑物建模相比具有冠层起伏频繁、形状不规则、光线条件复杂、纹理重复度高、像对间存在非刚体性变化等特点,直接采用普通建模方法构建的三维模型效果不理想。本研究实践了一种无人机倾斜摄影系统与背包式三维激光扫描系统相结合的森林景观三维场景建模方法,讨论了数据获取原理、点云配准方法及数据处理流程,并在潭柘寺森林景区进行实验,验证方法的有效性。结果表明,两种点云配准的整体误差小于2.37 mm,能够满足森林景观三维场景建模的精度要求。该方法不仅能省去倾斜摄影的外业控制点采集过程,还实现了两种技术的优势互补,降低了森林景观三维建模的成本,提高了建模效率,对森林精准计测及精细化管理具有一定实践意义。

【目的】森林立地质量评价是森林经营的基础工作,是估计林分生长量和收获量、评价森林生产潜力及确定合理经营措施的重要依据。本文基于60株优势木和亚优势木解析木数据,采用广义代数差分法(GADA)构建了更加灵活的异形地位指数模型,为黑龙江省长白落叶松人工林立地质量的精准评价提供了依据。【方法】选择修正Weibull、Korf和Richards生长方程为基础方程,使用GADA法推导出6个差分地位指数模型,基于1994—2017年在黑龙江省调查的解析木数据,利用非线性最小二乘法进行拟合。结合拟合样本和检验样本计算R2、均方根误差(RMSE)、模拟效率和平均绝对误差等4项指标检验模型的拟合效果与预测能力,初步筛选出较优模型。通过分析比较它们的残差图、地位指数曲线簇进一步筛选出最优模型。将最优模型和使用代数差分法(ADA)推导的模型绘制地位指数曲线簇,并对地位指数为12～22 m曲线的参数、年生长量达到最大值的时间(拐点)和数值进行分析比较。【结果】基于Richards方程h=a(1-e~(-bt))~c,设定自由参数为a=e~(X_0),c=c_2/X_0,X_0=1/2[lnh_1+(lnh_1~2-4c_2ln(1-e~(-bt_1)))~(1/2)]的差分地位指数模型被选为最优模型。其参数的拟合结果为b=0.046 8,c_2=4.675 4,R~2为0.987 4,RMSE为0.749 1,平均绝对误差为0.904 0,模拟效率为97.04%。相比于使用ADA法推导的模型,采用GADA法推导的最优模型能更好地预测优势木树高生长过程。【结论】在推导地位指数模型时,根据GADA法,指定多个参数为自由参数所推导出的差分模型不仅具有良好的拟合效果,也能同时符合多条水平渐近线与曲线多形性的性质,而ADA法只能满足其中一个条件。最优模型的拟合结果表明,随着地位指数的提升,优势木树高生长曲线的渐近最大值(参数)逐渐增大,连年生长量达到最大值(拐点)的时间越早。这说明立地条件越好长白落叶松人工林优势木树高年生长量和最大值越大,且年生长量更早达到最大值。

以秦岭地区幼中龄林（５，１０，２０年生）华北落叶松Ｌａｒｉｘ ｐｒｉｎｃｉｐｉｓ－ｒｕｐｐｒｅｃｈｔｉｉ人工林地土壤为研究对象，在林木生长季节（５～（－１）０月）每月中旬采集表层（０～２０ ｃｍ）土壤样品，通过测定不同物候期的土壤速效养分质量分数与土壤酶活性，研究分析两者的物候季节动态特征及相互关系，旨在发现华北落叶松人工林地土壤肥力最低的时期并为人工林的合理施肥提供基础理论指导。结果表明：３种林龄人工林（５，１０，２０年生）土壤速效养分（速效氮、速效磷）质量分数在整个生长季节内变化规律趋于一致，在林木生长旺盛期土壤速效氮和速效磷质量分数最低，土壤速效氮质量分数最低值分别为２９．４９，１９．９．．．

本文以林分生长模型为基础，将林分的经营指数作为状态变量，将主伐时林分平均直径作为目标，将达到这一目标时林分总收获蓄积量作为指标函数，建立了离散确定性动态规划模型，编制了计算机模拟系统。利用此系统即可对落叶松不同培育目标下的最佳间伐时间、间伐强度和主伐年龄等进行决策。结果表明，优化决策方法在保留株数、间伐次数和总收获蓄积量上都优于一般决策方法，它既可对落叶松林分进行生长预测，也可为制定经营单位的经营方案提供依据。

以马尔柯夫过程理论为基础对长白落叶松工业人工林进行了模拟密度控制，提出了合理的培育密度和相应的抚育间伐对象。结果表明：马尔柯夫过程理论确能反映长白落叶松工业人工林的直径转移过程，这对于定量分析长白落叶松工业人工林直径分布的动态规律，从而拟定合理的密度控制措施非常有益；长白落叶松工业人工林成林后的密度控制间伐无论从培育森林方面，还是从取得木材、加大林分收益方面考虑，都应该以间伐小径阶的林木为主；２０－２５龄长白落叶松工业人工林的经营密度以０．７为最佳。

日本落叶松人工林重茬林地土壤养分含量变化及其对林木生长的影响＊孙翠玲郭玉文郭泉水关键词日本落叶松人工林重茬地力衰退日本落叶松（Ｌａｒｉｘｋａｅｍｐｆｅｒｉ（Ｌａｍｂ．）Ｃａｒ．）生长快，适应性强，是北方重要的速生造林树种。我国落叶松人工林栽培面积已达...

利用天然林窄带状皆伐后营造的20年生落叶松。水曲柳人工纯林,水落混交林以及与之相邻的天然林构成近自然化培育梯度,研究不同林分各土层(0～10cm,10～20cm)土壤理化性质的差异。结果表明:20年生不同近自然化培育的人工林以及天然林之间在林地土壤物理性质上并未产生显著差异(P>0.05),土壤部分化学性质变化较为明显。水曲柳纯林土壤物理性质表现出优于其他林分的趋势,其中下层土壤密度较天然林下降10.4%,下层土壤饱和持水量和毛管持水量分别较天然林增加21.2%和18.2%;水落混交林和天然林次之,落叶松纯林表现最差。人工林土壤各层pH值均略低于天然林(pH=5.50),其中落叶松纯林土壤酸度...

【目的】在降水有限、水分再分配明显的半干旱区山地坡面上,森林生物量通常表现出明显的坡向、坡位差异。便捷、精确地测算整个坡面的森林生物量目前还很困难。本研究旨在定量描述森林生物量的坡面变化规律及其空间尺度效应,为提高森林经营水平和实施精细化管理提供技术支持。【方法】在宁夏六盘山半干旱区的叠叠沟小流域,选择生长华北落叶松人工林的半阴坡和阴坡2个坡面,按坡位从上到下各设置了6块20 m×20 m的样地,调查各样地的立地条件及林分特征后,采用烘干法及六盘山区建立的生物量经验公式计算地上生物量;以"离开坡顶的水平距离"为尺度变量,定量描述地上生物量随坡面空间尺度增加而变化规律,及坡面上任意坡位处样地的地...

塞罕坝华北落叶松人工林的叶生长过程从每年４月下旬起至６月上旬完成。在叶生长过程中，叶长、叶面积和叶干重的增长曲线呈Ｓ型，其动态可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ生长函数描述，叶宽的增长过程可用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ方程描述。

分析华北落叶松人工林4个典型区域(关帝山、五台山中山区、五台山盆地区和塞罕坝)的生物量估算参数(生物量转扩因子、生物量扩展因子和根茎比)及其区域分异。结果表明:关帝山林区和五台山林区(中山区和盆地区)的生物量转扩因子平均值间无显著差异(P>0.05)且都大于塞罕坝林区(P0.05)且都小于五台山中山区(P0.05);根茎比随林龄和平均胸径的增加而增加(P<0.01),但与林分...

【目的】深入了解不同发育阶段日本落叶松人工林不同分解程度枯落物的土壤酶活性,为促进枯落物分解、加速养分循环、缓解地力衰退提供理论依据。【方法】以不同发育阶段日本落叶松人工林不同分解程度的地表枯落物为研究对象,在2013年5月中旬、8月初及10月中旬分别取样,测定与枯落物分解相关的8种土壤酶的活性变化及其与pH值、含水量的相关性。【结果】除漆酶外,不同发育阶段林分枯落物层土壤酶活性基本呈现未分解层>半分解层>全分解层;不同层中起主要作用的土壤酶不同,在未分解层中主要为淀粉酶和酸性磷酸酶,半分解层中主要为漆酶和内切纤维素酶,而全分解层中主要为漆酶、内切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶,表明淀粉酶、酸性磷酸...

[目的]明确关帝山华北落叶松人工林林隙下天然更新现状，探究林隙大小对更新的影响。[方法]通过调查不同林隙下华北落叶松幼苗幼树密度、生长现状及林隙下幼苗幼树空间分布，应用K2函数进行点格局分析，了解林隙下幼苗幼树的空间格局。[结果]（1）华北落叶松更新密度和生长指标随林隙面积的升高呈现正显著影响（P

林分结构在很大程度上决定了林分稳定性和更新苗的存活与分布,因此,研究林分结构与更新格局至关重要。本文运用角尺度、大小比数、趋势面分析对不同林龄落叶松人工林结构及更新苗分布格局进行了统计分析。结果表明:27 a生落叶松林为随机分布,32 a和39 a生落叶松林均呈均匀分布;更新苗在不同林龄落叶松林下均呈聚集分布,且与林龄呈负相关关系。不同林龄林分结构随着林龄的增加林木分化呈递减的趋势,随着林龄增加林木在空间结构上的分化趋于稳定;不同林龄更新苗在空间结构上呈现出随着林龄的增加更新苗分化不明显;草本植物对更新苗的数量和分布影响最大,在人工林经营过程中应结合抚育间伐并对林下灌草及枯落物进行及时清理,促...