本文選題：天然次生林　切入點(diǎn)：林分結(jié)構(gòu)分析　出處：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文針對(duì)天然次生林存在的諸如林分結(jié)構(gòu)不合理、穩(wěn)定性較差等問(wèn)題,以南洞庭湖龍虎山林場(chǎng)典型次生林——青稠混交林為研究對(duì)象,利用現(xiàn)代林業(yè)信息工程技術(shù)深入分析天然次生林林分結(jié)構(gòu)特征,優(yōu)化配置各類林分結(jié)構(gòu)要素,提升天然次生林的多重效益。主要研究工作和研究結(jié)果如下:1、根據(jù)研究區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)建立樣地林木Voronoi圖及其對(duì)偶結(jié)構(gòu)Delaunay三角網(wǎng),提出樣地邊界校正方法“Voronoi圖結(jié)點(diǎn)距離判定”。研究表明:①林木Voronoi圖明確了林木空間鄰接關(guān)系,有利于提取并統(tǒng)計(jì)林木空間信息及數(shù)字特征。②Voronoi圖結(jié)點(diǎn)距離判定更具靈活性,可視為緩沖距離隨邊界林木實(shí)際分布自適應(yīng)變化的校正方法;該方法具備更強(qiáng)的校正能力,能最大限度地排除樣地外林木的邊緣干擾,有效提升空間結(jié)構(gòu)指數(shù)的計(jì)算精度。2、在融合點(diǎn)格局分析多尺度動(dòng)態(tài)特征的基礎(chǔ)上,提出了林分空間格局分析方法“Voronoi圖格局分析”,并采用多種方法從空間結(jié)構(gòu)和非空間結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面對(duì)次生林林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。非空間結(jié)構(gòu)分析表明:研究區(qū)林分以青i為優(yōu)勢(shì)樹種,樟樹、青岡櫟、馬尾松、白棟、楓香等次之;林分直徑分布基本呈反J型曲線,具有較為明顯的異齡林特征�？臻g結(jié)構(gòu)分析表明:①林木空間格局方面,隨空間尺度增大,林分整體空間格局有從聚集分布向隨機(jī)分布過(guò)渡的趨勢(shì),林分各主要樹種的空間格局則從聚集分布向隨機(jī)分布甚至均勻分布轉(zhuǎn)變;相比角尺度和O-ring統(tǒng)計(jì)方法,Voronoi圖格局分析既融合了點(diǎn)格局分析的多尺度動(dòng)態(tài)特征,又突出了對(duì)森林經(jīng)營(yíng)的指導(dǎo)作用,因而更具優(yōu)越性。②林木種內(nèi)種間關(guān)系方面,青稠種群的聚集分布特征導(dǎo)致種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈;由于數(shù)量多分布廣,與其他樹種相遇幾率高,故種間競(jìng)爭(zhēng)亦很激烈。③林木空間隔離方面,樣地P1～P5呈弱度混交,P6～P7呈中度混交,表明研究區(qū)林分的樹種空間隔離程度較差,需補(bǔ)植一些鄉(xiāng)土樹種。④林分垂直結(jié)構(gòu)方面,樣地平均林層指數(shù)取值普遍較低,表明林分垂直分層情況不理想,林層較為簡(jiǎn)單,在垂直方向上對(duì)空間的利用程度不高。3、提出基于次生林林分空間隔離、競(jìng)爭(zhēng)、空間格局的均質(zhì)性目標(biāo),建立次生林林分結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)價(jià)體系及標(biāo)準(zhǔn)。研究表明,樣地P6處于高地,受人為及自然干擾少,其空間均質(zhì)性評(píng)價(jià)等級(jí)為4級(jí);而其它樣地受人為及自然干擾大,均為2～3級(jí),反映出人為及自然干擾對(duì)該地林分的深刻影響。4、針對(duì)林分結(jié)構(gòu)中存在的不合理性,以林分空間結(jié)構(gòu)為優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)建了基于群智能PSO算法的次生林林分結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化經(jīng)營(yíng)模型,并將模型應(yīng)用于經(jīng)營(yíng)實(shí)踐。研究表明,在樹種數(shù)、徑階分布保持不變的基礎(chǔ)上,按照該模型確定的采伐方案能使林分結(jié)構(gòu)達(dá)到整體最優(yōu),各樣地林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、物種多樣性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性均得以增強(qiáng),林分各項(xiàng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)均得到不同程度的改善和提升。通過(guò)集成GIS空間分析方法、人工智能算法和計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù),開發(fā)了次生林結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化和調(diào)整的智能決策與經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)。5、本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:①提出樣地邊界校正的新方法——“Voronoi圖結(jié)點(diǎn)距離判定”,為準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)林分空間結(jié)構(gòu)狀態(tài)提供了理論依據(jù);②提出林木空間格局分析的新方法——Voronoi圖格局分析,拓展了林分空間格局的分析方法;③構(gòu)建了基于群智能PSO算法的次生林林分結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化經(jīng)營(yíng)模型,開發(fā)了次生林結(jié)構(gòu)優(yōu)化和調(diào)控的智能決策系統(tǒng),提升了森林經(jīng)營(yíng)決策的數(shù)字化、信息化及智能化水平。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S718.5

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本文編號(hào)：1615196