以目標樹為核心的近自然經營是解決長期大面積連栽經營人工純林所導致的土地質量衰退、病蟲害嚴重等一系列問題的一種較為適用的可持續(xù)經營方案。對于近自然經營作業(yè)法而言,全周期經營目標樹密度是一個重要的經營參數(shù),確定林分不同階段目標樹密度對科學管理近自然經營林分有著十分重要的意義。目前,國內對于杉木-閩楠混交林全周期經營目標樹密度的研究還處于起步階段。本研究以湖南省永州市金洞林場的25塊固定樣地為研究對象,通過混合效應模型方法,考慮樣地效應的影響建立杉木、閩楠的單木胸徑生長模型、胸徑-樹高模型和單木冠幅模型,并根據三種生長模型對杉木-閩楠混交林的全周期經營目標樹直徑與各階段目標樹密度進行預估,進而完善杉木-閩楠混交林單株擇伐作業(yè)法,以期為科學經營杉木-閩楠混交林,構建更加合理的人工林近自然作業(yè)技術體系提供一定的參考依據和理論基礎。主要研究內容和結論如下:(1)建立杉木、閩楠的單木胸徑生長模型。以金洞林場16塊固定樣地4期連續(xù)觀測數(shù)據為研究對象,通過多元逐步回歸方法,篩選林分變量,從模型擬合結果來看,期初胸徑對于模型影響顯著,故僅以期初胸徑為自變量,利用Forstat2.0中的線性混合效應模塊,在模型中中添加樣地水平隨機效應因子,構建了杉木、閩楠基于線性混合效應的胸徑生長模型,對比基礎模型,杉木與閩楠模型的決定系數(shù)均有所提升,平均絕對誤差與均方根誤差有所降低,確定最終模型形式為:lnD2=0.1835+0.9528*lnDl+ui(杉木,R2=0.9910,MAE=0.0125,RMSE=0.0298),lnD2=0.2325+0.9463*lnDl+ui(閩楠,R2=0.9878,MAE=0.0159,RMSE= 0.0267)。(2)建立杉木、閩楠的單木樹高-胸徑模型。通過比較決定系數(shù)、均方根誤差、平均絕對誤差等三個評價指標,確定Weibull模型與Richards模型分別為杉木、閩楠的最優(yōu)基礎模型;通過加入林分變量將模型再參數(shù)化,發(fā)現(xiàn)影響杉木與閩楠樹高生長的主要林分變量因子為競爭指數(shù)(CI),在此基礎上在模型中添加樣地水平的隨機效應,對比基礎模型,杉木的決定系數(shù)從0.7916提升至0.8765,提升了 10%,平均絕對誤差減少了 18%,閩楠的決定系數(shù)提升了 9%,平均絕對誤差減少了 15%。杉木、閩楠最終樹高-胸徑模型如下:H=1.3+13.4217/(1+(4.3350+ui+0.2316*CI)*exp(-0.1325*D))(杉木,R2=0.8765,RMSE=1.3246);H=1.3+(24.0217+ui)*(1-exp(-(0.0559+0.0058*CI)*D))^1.2737(閩楠,R2=0.8315 RMSE=1.4268)。(3)建立杉木、閩楠的單木冠幅模型。通過比較11種候選模型的評價指標,確定杉木與閩楠的最優(yōu)基礎模型分別為Logistic模型與二次型模型,選用與冠幅相關性較大的Hegyi競爭指數(shù)(CI)、樹高(H)、郁閉度(CD)加入基礎模型,模型精度較基礎模型有明顯的提高,在此基礎上,利用Forstat2.0在模型中添加樣地水平的隨機效應因子進行參數(shù)估計后,對比基礎模型,杉木的決定系數(shù)提升了34.6%,平均絕對誤差減少了24%;閩楠的決定系數(shù)提升了 15.1%,平均絕對誤差減少了28.2%,說明各樣地的冠幅生長確實存在一定的差異。杉木、閩楠最終樹高-胸徑模型如下:CW=(3.4591+ui-0.0026*CI)/(1+(2.7366-0.015*CD+0.0022*H)*exp(0.0712*D))(杉木,R2=0.7012,RMSE=0.5025;)、、CW=(0.697167+ui-0.008619*CD)*D^(0.538943+0.004935*H-0.003154**I)(閩楠,R2=0.8453,RMSE=0.4151)。(4)確定杉木-閩楠混交林企周期目標樹密度區(qū)間�；谏寄尽㈤}楠的單木胸徑模型、單木樹高-胸徑模型和單木冠幅模型,預估杉木-閩楠混交林全周期經營目標樹密度區(qū)間,其中,林分建群階段與競爭生長階段以杉木為目標樹,目標樹密度分別為281-458株/hm2、197-247株/hm2,競爭生長階段、目標樹生長階段與林分蓄積生長階段以閩楠為目標樹,目標樹密度區(qū)間分別為90-196株/hm2、64-77株/hm2、58株/hm2。
【學位單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S718.5
【部分圖文】：

圖１．１技術路線圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏｕｔｅ逡逑９逡逑

中南林業(yè)科技大學碩士學位論文邐金洞林場杉木－閩楠混交林目標樹密度研宄逡逑２材料與方法逡逑２．１研究區(qū)概況逡逑２．１．１地理位置逡逑金洞林場始建于１９５４年，位于湖南省永州市祁陽縣南部的金洞管理區(qū)逡逑（２６。２］０＂？２６°２１＇３７＂Ｎ，邐１１０°５３＇４３”？１１２°１３３７＂Ｅ），屬于南嶺山系陽明山脈，逡逑東靠常寧縣，東南與桂陽縣毗鄰，南抵寧遠、新田縣，西與雙牌縣、芝山區(qū)交界，逡逑北馬祁陽縣相連，相似馬鞍形，南北長約３６ｋｍ，東西寬約３３ｋｍ，總面積逡逑５４８４０．４ｈｍ２0逡逑研＇元反閣丨逡逑

Ｆｉｇ．２．２邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄ邋ｏｆ邋ｔａｒｇｅｔ邋ｔｒｅｅ邋ｎｕｍｂｅｒ逡逑最后獲得當目標樹不同階段的單位面積杉木－閩楠混交林目標樹密度區(qū)間。逡逑每公頃目標樹株數(shù)（Ｎ－ＰＣＴ／ｈｍ２）按以下公式計算：逡逑ｍ７邋１０邋０００邋…邐－邋Ｎ逡逑Ｎ邋＝邋——邋Ｘ邋１．１邐（２．５）逡逑ＴＤ２逡逑此公式中ＴＤ指樹冠直徑；１．１指每公頃目標樹的預估數(shù)量可增加１０％。逡逑特別的是，當林分處于前兩個階段，預估上層杉木目標樹密度時，為保證下逡逑層林木的生長，參考《森林撫育規(guī)程》，宜將上層林分郁閉度控制在0．６［６５］。逡逑２．３．２建模方法逡逑２．３．２．１模型建立逡逑單木胸徑生長模型、單木樹高－胸徑模型與單木冠幅模型的建立均采用類似逡逑的方法。首先將建模數(shù)據分為兩類，８０％為建模數(shù)據，２０％為檢驗數(shù)據，在逡逑Ｆｏｒｓｔａｒｔ２．０中進行模型擬合和參數(shù)估計，候選基礎模型均參考已有文獻選取應用逡逑廣泛的理論或經驗模型，從中選擇效果最佳的模型作為基礎模型，大量研究結果逡逑

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本文編號：2828190