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长白山月亮湾亚高山湿地生态系统碳氮储量沿水分梯度空间分异规律及机制 被引量：2
1
作者 崔雅如 牟长城 +1 位作者 姬文慧 郝鑫海 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第18期7977-7990,共14页
湿地在全球碳氮循环中具有重要作用,揭示高海拔湿地碳、氮储量空间分异规律有助于减少其碳氮储量估算的不确定性。采用相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,同步测定长白山月亮湾亚高山湿地沿水分梯度(生长季水位由23 cm降低至-20 cm)依... 湿地在全球碳氮循环中具有重要作用,揭示高海拔湿地碳、氮储量空间分异规律有助于减少其碳氮储量估算的不确定性。采用相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,同步测定长白山月亮湾亚高山湿地沿水分梯度(生长季水位由23 cm降低至-20 cm)依次分布的6种天然沼泽类型(下半段湖泊水分梯度的草丛沼泽-C、芦苇沼泽-L、灌丛沼泽-G和上半段阶地水分梯度的下部-LNx、中部-LNz和上部-LNs生境的落叶松泥炭藓沼泽)的生态系统碳储量、氮储量(植被和土壤)及其相关环境因子(水位、土壤有机质、全氮和全磷等),揭示高海拔湿地生态系统碳、氮储存能力沿水分梯度的空间分异规律及其形成机制,并探寻碳氮在植被、土壤和生态系统尺度上的耦合关系。结果表明:(1)其植被碳储量(2.95—59.94 t/hm^(2))和氮储量(0.044—0.733 t/hm^(2))沿水分梯度均呈下半段恒定及上半段递增的规律性,故其植被碳氮在水平空间上存在强耦合性;(2)土壤碳储量(252.05—436.86 t/hm^(2))和氮储量(10.96—18.06 t/hm^(2))沿水分梯度呈双递减型或草丛沼泽和3类生境上的落叶松泥炭藓沼泽显著高于芦苇沼泽和灌丛沼泽的变化规律性,故其土壤碳氮在水平空间上耦合性较弱,但其土壤碳、氮储量在垂直空间上的耦合性相对较强且根据其碳、氮储量的垂直变化趋势是否完全一致可分为2种类型(完全耦合型(G和LNz土壤碳氮垂直变化趋势完全一致)和基本耦合型(C、L、LNx、LNs土壤碳氮垂直变化趋势仅在表层明显不同));(3)生态系统碳储量(258.35—464.89 t/hm^(2))和氮储量(11.05—18.21 t/hm^(2))沿水分梯度呈下半段递减和上半段恒定或草丛沼泽和3类生境上的落叶松泥炭藓沼泽显著高于芦苇沼泽和灌丛沼泽的变化规律性,故其生态系统碳氮存在较强的耦合性(上半段完全耦合及下半段耦合性减弱),且其生态系统碳、氮储量均以土壤占主体且占比沿水分梯度呈递减趋势(87.13%—99.28%和95.98%—99.74%),而植被仅占次要地位且其占比沿水分梯度呈递增趋势(0.72%—12.87%和0.26%—4.02%);(4)其生态系统各组分碳、氮储量沿水分梯度空间分异的主控因子并不同,其植被碳、氮储量主要受水位所抑制,而其土壤和生态系统的碳、氮储量主要受土壤全磷所促进。因此,长白山月亮湾亚高山湿地的生态系统碳、氮储量沿水分梯度存在明显的空间分异规律,且其形成机制为微地形对水分再分配决定着植物群落类型的分布,进而控制碳氮储存能力及其两者的耦合性,故对这类环境梯度的完整性应加以重点保护。 展开更多
关键词 高海拔 沼泽湿地 生态系统碳氮储量 空间分异规律 主控因子
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10种林木效应在森林经营中的应用
2
作者 张耀明 刘玉臣 +2 位作者 赵睿 郭文慧 闫平 《温带林业研究》 2025年第5期81-85,共5页
林木在其生长过程中,由于某种因素所产生的一种特定的自然现象为林木生态效应。林木效应在森林经营活动中至关重要,研究林木效应有助于揭示林木的生长规律、生长策略、环境影响等,并解决森林经营中如何精准提升特定区域的林木质量、减... 林木在其生长过程中,由于某种因素所产生的一种特定的自然现象为林木生态效应。林木效应在森林经营活动中至关重要,研究林木效应有助于揭示林木的生长规律、生长策略、环境影响等,并解决森林经营中如何精准提升特定区域的林木质量、减少森林灾害等问题。林木效应有很多种,本文重点探讨最常见的10种林木效应,包括林窗效应、林缘效应、径级效应、邻体效应、超产效应、水文效应、温湿效应、消波效应、化感效应以及耦合效应。并且,本文从林木效应的表现形式、发生规律及生态影响三个方面进行综合论述,以期为森林资源的可持续经营提供理论指导。 展开更多
关键词 林木效应 森林经营 森林培育 生长规律 生态影响
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基于多尺度地理加权回归模型的辽宁省森林碳储量估算
3
作者 李婉丽 李凤日 +1 位作者 甄贞 赵颖慧 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第9期130-140,共11页
【目的】基于多尺度地理加权回归模型,结合遥感数据,估算辽宁省森林地上碳储量,并通过不同特征变量的筛选,评估空间异质性对碳储量估算的影响。【方法】以2015年辽宁省1068块森林资源清查样地数据、数字高程模型数据和Landsat 8 OLI影... 【目的】基于多尺度地理加权回归模型,结合遥感数据,估算辽宁省森林地上碳储量,并通过不同特征变量的筛选,评估空间异质性对碳储量估算的影响。【方法】以2015年辽宁省1068块森林资源清查样地数据、数字高程模型数据和Landsat 8 OLI影像为数据源,提取63个特征变量(地形特征2个、波段特征6个、植被指数7个、纹理特征48个),分别采用逐步回归和随机森林(RF)算法筛选特征变量,构建普通最小二乘回归模型、地理加权回归模型、MGWR模型和随机森林回归模型估算森林地上碳储量(AGC),比较不同模型的预测精度,实现对研究区AGC的精准反演。【结果】1)采用逐步回归法筛选特征变量下的各个模型预测精度均高于采用RF法筛选的特征变量,MGWR模型的精度最高(R2为0.74,RMSE为11.66 t/hm^(2)),GWR模型次之(R2为0.72,RMSE为12.30 t/hm^(2)),RFR模型随后(R2为0.37,RMSE为16.32 t/hm^(2)),OLS模型最低(R2为0.26,RMSE为16.41 t/hm^(2))。2)采用逐步回归法筛选特征变量时,MGWR模型与OLS、GWR和RFR模型相比,R2分别提升了0.48、0.02和0.37,RMSE分别降低了4.75、0.64和4.66 t/hm^(2);采用RF法筛选特征变量时,MGWR模型的R2分别比OLS、GWR和RFR模型提升了0.46、0.05和0.33,RMSE则降低了6.95、1.23和5.36 t/hm^(2)。3)研究区森林地上碳储量预测范围为37.25~190.22 t/hm^(2),总量为135.165 Tg;从空间上看,森林地上碳储量高值主要分布在西部和东部小范围地区,东部大部分区域有所降低,而中部平原区域最低。【结论】采用逐步回归法筛选特征变量构建MGWR模型,通过灵活的尺度(带宽)设置有效解决了空间异质性问题,揭示了辽宁省AGC的多尺度空间分布特征,适用于大尺度AGC的精确估算,为区域碳管理和生态系统服务的提升提供了科学依据。 展开更多
关键词 森林地上碳储量 Landsat 8 OLI影像 地理加权回归模型 多尺度地理加权回归模型
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鲁东地区黑松和赤松枝叶功能性状变异及其生态策略
4
作者 杨玉洁 逄晨 +6 位作者 崔君滕 钟杰超 赵芸 宋昱君 耿鹏飞 刘志理 金光泽 《生态学报》 北大核心 2025年第19期9639-9650,共12页
枝条和叶片功能性状的变异及其相关性是影响植物资源分配和碳投资策略的关键因素。以鲁东地区青岛崂山区人工林中黑松(Pinus thunbergia)和赤松(Pinus densiflora)为研究对象,通过测量当年生和多年生枝条、叶片的叶质量密度(leaf mass d... 枝条和叶片功能性状的变异及其相关性是影响植物资源分配和碳投资策略的关键因素。以鲁东地区青岛崂山区人工林中黑松(Pinus thunbergia)和赤松(Pinus densiflora)为研究对象,通过测量当年生和多年生枝条、叶片的叶质量密度(leaf mass density,LMD)、叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、总叶面积(total leaf area,TLA)、枝木质密度(branch wood density,BWD)、枝干物质含量(branch dry matter content,BDMC)、出叶强度(leaf intensity volume,LIV)和比枝长(specific branch length,SBL),采用单因素方差分析法(One-Way ANOVA)对不同年龄阶段和树种间的性状差异进行检验,利用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)分析不同树种和不同年龄枝条、叶片性状间的相关性,并通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)探究多性状间的协作关系。研究结果表明:黑松和赤松的叶质量密度、叶干物质含量和枝木质密度均随枝叶年龄的增加而显著上升,而比枝长和出叶强度则与枝叶年龄呈负相关。此外,枝条、叶片性状间的相关性因树种和枝叶年龄的不同而呈现显著性变化。在树种水平上,黑松叶质量和枝干物质含量高,比枝长和出叶强度低,表现为“缓慢投资-收益”型(保守型)策略;赤松则相反,表现为“快速投资-收益”型(获取性)策略;进一步分析发现,2个树种在当年生倾向于选择获取型策略,在多年生则偏向于选择保守型策略。总体而言,黑松和赤松在不同年龄阶段的枝条和叶片性状变异及权衡模式存在显著差异,这种差异反映了二者在资源分配和碳投资策略上的分化。研究结果为进一步理解常绿针叶树种的生态适应策略提供了重要依据。 展开更多
关键词 黑松 赤松 植物功能性状 枝叶年龄 性状变异 权衡关系
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不同优化算法在林分经营中的应用与对比研究
5
作者 罗隽泳 金星姬 +1 位作者 Timo Pukkala 郝元朔 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期184-193,共10页
引入一种控制参数少、寻优机制强的人工蜂群算法(ABC),以红松人工林为例基于净现值(NPV)最大为目标优化林分经营措施,并同Hooke&Jeeves直接搜索算法、差分进化算法(DE)、进化策略算法(ES)和粒子群优化算法(PSO)进行对比评估,探讨AB... 引入一种控制参数少、寻优机制强的人工蜂群算法(ABC),以红松人工林为例基于净现值(NPV)最大为目标优化林分经营措施,并同Hooke&Jeeves直接搜索算法、差分进化算法(DE)、进化策略算法(ES)和粒子群优化算法(PSO)进行对比评估,探讨ABC算法参数配置及各算法特性。通过模拟器推演标准红松人工林的生长及经营过程,以NPV为经营目标,遍历ABC算法参数组合,确定最优参数。结果表明:根据ABC算法参数寻优结果显示,随着蜂群规模大小增加NPV呈上升趋势,当蜂群大小为90时NPV均高于385500元/hm^(2)。NPV均值的排序为PSO>ABC>DE>ES>HJ,变异系数的排序为DE<PSO<ABC<ES<HJ;当仅将群体大小减少到5,而其他参数保持最优时,NPV均值排序为ABC>DE>PSO>ES,变异系数排序为DE<ABC<PSO<ES。本研究系统评估了5种林分经营优化算法在最优参数配置下的性能,整体上,DE、PSO和ABC算法均表现优异且能维持候选解的多样性,在处理复杂优化问题时,ABC算法的执行效率颇具优势。通过对比,本研究评估了5种算法优化经营措施的可行性,为ABC算法在林分经营优化中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 红松 人工林 经营优化 人工蜂群算法 直接搜索算法
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雌雄异株东北红豆杉针叶和枝条生态化学计量特征 被引量：2
6
作者 孙慧珍 刘珊珊 +1 位作者 李杉 王兴昌 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期144-155,共12页
【目的】雌雄异株树种在维持森林生态系统的生物多样性和稳定性方面发挥着重要作用。量化雌雄东北红豆杉Taxus cuspidata 5个年龄针叶和枝条生态化学计量特征,探究东北红豆杉两性植株生长的限制性营养元素,为该种群的生态保护与恢复途... 【目的】雌雄异株树种在维持森林生态系统的生物多样性和稳定性方面发挥着重要作用。量化雌雄东北红豆杉Taxus cuspidata 5个年龄针叶和枝条生态化学计量特征,探究东北红豆杉两性植株生长的限制性营养元素,为该种群的生态保护与恢复途径提供理论支撑。【方法】以天然成年的东北红豆杉雌雄植株为研究对象,分别采集0~4年生的针叶和枝条,分析其碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)与氮磷比(N∶P),采用标准主轴回归斜率检验同一器官两两元素之间、针叶与枝条同一元素的异速或等速增长关系。【结果】东北红豆杉雌雄植株5个年龄针叶和枝条C、N、P含量及C∶N、C∶P与N∶P的范围分别为470.25~506.75、459.73~506.13,16.17~22.47、6.85~16.02,1.33~2.51、1.00~2.61 mg·g^(-1),22.12~30.13、31.16~68.20,198.64~357.63、178.74~475.55和8.98~12.24、5.98~7.14。除了当年生针叶C、4年生针叶C、P含量和N∶P、2年生枝条P含量和C∶P及3年生枝条C含量外,东北红豆杉同一年龄针叶或枝条C、N、P含量及其化学计量比在雌雄植株间差异不显著(P>0.05)。针叶或枝条N与P之间均呈显著的正相关关系(P<0.05)。针叶P含量的变化速率高于其N含量的变化速率,两者为异速关系;而枝条N、P含量之间为等速关系。针叶N(或P)含量随枝条相应元素含量的异速增长斜率均显著小于1(P<0.05),而且针叶与枝条N含量的斜率仅为P含量的一半左右(P<0.05)。【结论】雌雄东北红豆杉针叶或枝条化学计量模式没有出现明显的性别二态性,针叶N与P含量、针叶与枝条N(或P)含量变化速率存在不协调关系,针叶或枝条均受到一定程度的N限制。 展开更多
关键词 不同年龄针叶和枝条 生态化学计量 性别二态性 雌雄异株 东北红豆杉
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基于地理加权随机森林的黑龙江省森林碳储量遥感估测 被引量：8
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作者 卫格冉 李明泽 +3 位作者 全迎 王斌 刘建阳 明烺 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期64-76,共13页
【目的】构建地理加权随机森林(Geographically weighted random forest,GWRF)模型估算森林碳储量以解决区域尺度范围内森林碳储量估算精度不高的问题,对科学经营管理森林、推动碳循环和碳汇相关研究、实现我国“双碳”目标有重要指导... 【目的】构建地理加权随机森林(Geographically weighted random forest,GWRF)模型估算森林碳储量以解决区域尺度范围内森林碳储量估算精度不高的问题,对科学经营管理森林、推动碳循环和碳汇相关研究、实现我国“双碳”目标有重要指导意义。【方法】以黑龙江省小兴安岭、长白山地区森林植被碳储量为研究对象,基于2015年森林资源连续清查数据和Landsat8-OLI影像,采用普通最小二乘(Ordinary least squares,OLS)、随机森林(Random forest,RF)模型、地理加权回归(Geographically weighted regression,GWR)模型以及地理加权随机森林模型分别构建不同林型及总体(不分林型)的森林碳储量估测模型,比较是否区分林分类型时,不同模型预测精度之间的差异,实现对研究区森林碳储量的精准反演。【结果】1)各个模型在区分林型时的预测精度均高于总体(不分林型)情况,以GWRF模型精度最优,其中针叶林精度最高(R^(2)=0.58,RMSE=15.97 t/hm^(2));阔叶林次之(R^(2)=0.46,RMSE=17.66 t/hm^(2));针阔混交林随后(R^(2)=0.45,RMSE=19.51 t/hm^(2));总体(不分林型)最低(R^(2)=0.40,RMSE=20.22 t/hm^(2))。2)4种模型的检验精度GWRF>RF>GWR>OLS。与OLS相比,GWRF在针叶林、阔叶林、针阔混交林和总体(不分林型)中提升的ΔR^(2)分别为0.15、0.09、0.16和0.04;降低的ΔRMSE分别为2.09、1.35、3.47和0.89 t/hm^(2);与RF相比,GWRF提升的ΔR^(2)分别为针叶林0.14、阔叶林0.06、针阔混交林0.04、总体(不分林型)0.02;降低的ΔRMSE分别为针叶林1.95 t/hm^(2)、阔叶林0.86 t/hm^(2)、针阔混交林0.67 t/hm^(2)、总体(不分林型)0.29 t/hm^(2)。3)研究区森林碳储量密度最高预测值为77.08 t/hm^(2),最低值为5.24 t/hm^(2),平均值为41.07 t/hm^(2),总量为552.04 Tg;从空间上看,森林碳储量高值分布在小兴安岭东南部、张广财岭等地区,呈现斑状不均匀性分布。【结论】相比于其他3种模型,GWRF作为局部模型,考虑到空间异质性,在区域尺度范围内估测森林碳储量有较好的应用前景。区分林分类型能提高预测精度,在今后对森林生物量或碳储量的研究中,应考虑区分林分类型建模。本研究的模型和方法有一定适应性,可为森林资源的快速和精准监测提供方法借鉴。 展开更多
关键词 森林碳储量 地理加权随机森林 地理加权回归 随机森林 遥感估测
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大兴安岭多年冻土区典型森林秋季冻融期土壤活性碳变化特征 被引量：1
8
作者 张富新 满秀玲 《森林工程》 北大核心 2024年第6期11-19,共9页
探究大兴安岭多年冻土区3种林型秋季冻融期土壤活性碳变化特征及其主要影响因素,为多年冻土区森林土壤碳汇管理提供帮助。以兴安落叶松林(LY)、樟子松林(ZZ)和白桦林(BH)为研究对象,于2022年10月10日至11月18日对不同土层(0~5、5~10、10... 探究大兴安岭多年冻土区3种林型秋季冻融期土壤活性碳变化特征及其主要影响因素,为多年冻土区森林土壤碳汇管理提供帮助。以兴安落叶松林(LY)、樟子松林(ZZ)和白桦林(BH)为研究对象,于2022年10月10日至11月18日对不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)土壤进行取样,测定其土壤活性碳组分(可溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳)质量分数,探究其动态特征及其影响因子。结果显示,10月10日至11月18日兴安落叶松林、白桦林和樟子松林土壤温度均随气温下降而降低,变化范围分别为-0.49~3.71、-2.10~2.39、-1.04~3.48℃。3种林型不同土层土壤可溶性有机碳(DOC)质量分数随着温度的降低呈先升高后降低的变化趋势,微生物量碳(MBC)质量分数先减少后增加,易氧化有机碳(ROC)质量分数则波动式变化,变化范围分别为78.75~214.32、101.06~988.40、1.52~13.94 g/kg,其中,白桦林土壤DOC和ROC质量分数显著高于兴安落叶松林和樟子松林,而土壤MBC质量分数在兴安落叶松林中最高。3种活性碳在不同林型内均呈“表聚效应”,且冻融期内土壤DOC质量分数增加,土壤MBC质量分数减少,但土壤ROC质量分数变幅不大。兴安落叶松林土壤活性碳组分质量分数变化主要受土壤水分和微生物量氮影响,铵态氮是影响白桦林3种土壤活性碳的主导因子,樟子松林3种土壤活性碳的主要影响因子是土壤pH。研究表明,冻融作用对大兴安岭多年冻土区典型森林土壤活性碳影响较大,增加了土壤DOC质量分数,降低了土壤MBC质量分数,对ROC质量分数的影响相对较小。 展开更多
关键词 多年冻土区 秋季冻融期 可溶性有机碳 微生物量碳 易氧化有机碳
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落叶松球蚜生物学和生态学特性研究进展
9
作者 张春文 孟昭军 +1 位作者 严善春 迟德富 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期210-218,240,共10页
落叶松球蚜属于半翅目球蚜科,是一种以刺吸方式为害云杉和落叶松顶芽和枝梢的重要害虫。本研究首先概述了落叶松球蚜2个亚种的地理分布、寄主树种、生活史,以及各世代形态特征和生活代史等生物学特性;其次,对其空间分布型、生态位分布... 落叶松球蚜属于半翅目球蚜科,是一种以刺吸方式为害云杉和落叶松顶芽和枝梢的重要害虫。本研究首先概述了落叶松球蚜2个亚种的地理分布、寄主树种、生活史,以及各世代形态特征和生活代史等生物学特性;其次,对其空间分布型、生态位分布及各种生态因子对个体发育、种群发生和分布等生态学特性进行了总结。在综述已有研究基础上,提出未来4个主要研究方向:深入研究落叶松球蚜及与其基因型相同的球蚜物种间不同的地理种群遗传机制;深入研究落叶松球蚜与寄主植物、天敌昆虫之间的相互作用机制;建立落叶松球蚜种群的遥感监测及长期的预测预报体系;再次强调多树种混交林对实现落叶松球蚜绿色防控的重要性。研究旨在为落叶松球蚜的预测预报和绿色防控提供理论基础,并提出了一些关键的科学问题。 展开更多
关键词 落叶松球蚜 球蚜科 全周期型 寄主交替 云杉 落叶松
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东北常见树种叶色季节动态和影响因子研究 被引量：1
10
作者 张冬乐 蒋旭博 +2 位作者 王东男 谷加存 杨剑飞 《温带林业研究》 2024年第3期8-16,共9页
【目的】探究东北常见树种叶色季节动态变化及影响因素,以期为揭示植物叶片呈色机理和东北地区园林景观配置提供依据。【方法】本研究选取北美红枫、白桦、紫叶稠李和金叶榆等10种东北常见园林绿化树种为试材,对其色差参数(L*、a*、b*)... 【目的】探究东北常见树种叶色季节动态变化及影响因素,以期为揭示植物叶片呈色机理和东北地区园林景观配置提供依据。【方法】本研究选取北美红枫、白桦、紫叶稠李和金叶榆等10种东北常见园林绿化树种为试材,对其色差参数(L*、a*、b*)、色素含量及可溶性糖含量进行测定,并与取样周期内的平均温度进行相关性分析。【结果】不同树种叶片中的色素含量及比例存在显著差异。在整个转色期,叶色季节动态受平均温度和内部各色素含量的综合影响。其中,所有色差参数与叶绿素含量、平均温度呈显著负相关(P<0.05),a*与花色苷含量呈显著正相关(P<0.05)。同时,相关性分析表明,叶片中可溶性糖含量在转色期变化并不显著,与叶色变化无显著相关性。【结论】随平均温度降低,秋色叶黄色树种及红色树种叶片中叶绿素含量逐渐降低。在黄色树种中类胡萝卜素与叶绿素比值升高,而红色树种花色苷与叶绿素比值升高。常色叶树种中紫叶稠李和辽东桤木叶片颜色及色素含量较为稳定,而紫叶李和金叶榆在后期出现复绿现象,分别由于花青素含量降低和叶绿素含量升高导致。 展开更多
关键词 彩叶树种 叶色 色差参数 生理特征 平均温度
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基于集合卡尔曼滤波的帽儿山森林多源LAI产品重建及融合校正方法
11
作者 包塔娜 范文义 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期841-849,共9页
【目的】现有叶面积指数(LAI)产品大多存在分辨率低、数据异常和精度低等问题,难以满足某些应用需求。因此,本研究提出一种多源LAI数据的融合方法,以减少不同来源数据的差异并提高产品精度。【方法】以帽儿山实验林场的阔叶林和针叶林... 【目的】现有叶面积指数(LAI)产品大多存在分辨率低、数据异常和精度低等问题,难以满足某些应用需求。因此,本研究提出一种多源LAI数据的融合方法,以减少不同来源数据的差异并提高产品精度。【方法】以帽儿山实验林场的阔叶林和针叶林区域为研究区,基于2017年的MODIS、VIIRS和PROBA-V的LAI产品,利用多年LAI数据作为先验知识建立LAI背景库修正低质量数据,对3种LAI数据集进行混合像元分解的降尺度处理,基于Sentinel-2反射率产品耦合集合卡尔曼滤波(EnKF)算法、LAI动态模型和辐射传输模型进行数据同化,最后对同化后的3种LAI数据进行赋权融合,使用实测数据进行精度评价。【结果】在阔叶林,同化后的MODIS、VIIRS和PROBA-V LAI与实测数据的相关系数分别为0.59、0.56和0.62,比原始数据提升了0.57、0.52和0.57;均方根误差分别为0.37、0.31和0.14,比原始数据减小了1.23、1.69和1.06。在针叶林,同化后的MODIS、VIIRS和PROBA-V LAI与实测数据的相关系数分别为0.59、0.49和0.56,比原始数据提升了0.52、0.30和0.40;均方根误差分别为0.24、0.28和0.19,比原始数据减小了1.22、0.67和1.35。通过融合方法,阔叶林LAI和针叶林LAI的相关系数分别为0.83和0.76,比同化后数据的相关性更高;均方根误差分别为0.15和0.13,比同化后数据的误差更小。【结论】通过数据同化提升了3种LAI产品精度,融合后LAI较同化后单一LAI具有更高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 叶面积指数(LAI) MODIS VIIRS PROBA-V 重建 集合卡尔曼滤波(EnKF) 数据融合
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大兴安岭地区不同林分类型的广义加性生物量模型构建 被引量：1
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作者 赵阳 贾炜玮 +4 位作者 李凤日 李泽霖 郭昊天 王帆 赵子鹏 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第4期52-64,共13页
【目的】森林是最重要的自然资源之一,了解各因子对森林生物量的影响对优化森林空间结构和经营管理具有重要意义。对不同林分类型构建生物量模型,有助于为恢复和保护森林生态系统提供科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭地区的7种典... 【目的】森林是最重要的自然资源之一,了解各因子对森林生物量的影响对优化森林空间结构和经营管理具有重要意义。对不同林分类型构建生物量模型,有助于为恢复和保护森林生态系统提供科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭地区的7种典型林分类型为研究对象,利用2015年1 157块监测样地数据,结合Sentinel-2卫星影像和数字高程模型(DEM)数据,计算植被指数、纹理特征、坡度等变量。将遥感数据与实地调查数据、气候数据相结合,建立广义最小二乘生物量模型(GLS)和广义加性生物量模型(GAM)。采用十折交叉验证法,通过计算均方根误差(RMSE)、均方误差(MSE)和平均绝对误差(MAE)等评价指标对模型进行检验,并使用2020年复测的328块样地数据对模型进行辅助验证。【结果】在7种典型林分类型下,GAM的拟合效果优于GLS。其中,广义加性生物量模型的MAE较最小二乘生物量模型降低了1.99%~27.48%,RMSE降低了4.29%~20.87%,MSE降低了6.72%~35.43%。二次检验结果表明,每种林分类型的GAM预测精度均在80%以上。【结论】广义加性生物量模型是一种建立生物量模型的非参数方法,适用于大兴安岭地区不同林分类型下的生物量预测。 展开更多
关键词 生物量 林分类型 植被指数 广义加性模型 大兴安岭地区
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典型黑土区不同树种退耕还林地土壤活性有机碳差异及其影响因素 被引量：2
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作者 师立鹏 谷会岩 王秀伟 《生态学报》 北大核心 2025年第1期103-111,共9页
为探究东北典型黑土区不同退耕还林树种对土壤有机碳及其活性组分含量的垂直分布的影响,并分析其影响因素,为黑土修复工作及树种筛选提供理论依据。在东北典型黑土区分别选择以小黑杨(Populus×xiaohei)、樟子松(Pinus sylvestris v... 为探究东北典型黑土区不同退耕还林树种对土壤有机碳及其活性组分含量的垂直分布的影响,并分析其影响因素,为黑土修复工作及树种筛选提供理论依据。在东北典型黑土区分别选择以小黑杨(Populus×xiaohei)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)和落叶松(Larix gmelinii)为造林树种的退耕还林地为研究对象,测定不同深度土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳含量,探究其在不同树种退耕还林地间的差异及其与土壤理化性质、土壤酶活性和植物细根生物量的关系。结果表明:在5—15 cm处小黑杨林下土壤溶解性有机碳含量(1578.56 mg/kg)显著低于落叶松(1936.98 mg/kg)和樟子松(2046.07 mg/kg)林,樟子松林下土壤微生物量碳含量(2151.53 mg/kg)显著高于小黑杨(1298.32 mg/kg)和落叶松(1164.75 mg/kg)林(P<0.05);在15—30 cm处小黑杨林下土壤溶解性有机碳含量(1541.57 mg/kg)显著低于落叶松(1957.04 mg/kg)和樟子松(1881.31 mg/kg)林,樟子松林下土壤微生物量碳含量(2256.99 mg/kg)显著高于小黑杨(1708.50 mg/kg)和落叶松(1200.55 mg/kg)林(P<0.05)。土壤pH、土壤全磷含量、土壤含水量和土壤容重在不同树种退耕还林地间存在显著差异。土壤有机碳和溶解性有机碳含量随土壤深度增加逐渐降低,微生物量碳含量在不同土壤深度间没有显著差异。土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量与土壤磷含量显著正相关,土壤有机碳与土壤氮含量、植物细根生物量和β⁃1,4葡萄糖苷酶活性显著正相关(P<0.05)。退耕还林后不同树种退耕还林地土壤有机碳含量差异不显著,但不同树种退耕还林地间土壤溶解性有机碳和土壤微生物量碳含量存在显著差异。土壤全磷是对3个树种退耕还林地土壤有机碳、溶解性有机碳和微生物量碳分布影响最大的因素。 展开更多
关键词 东北黑土区 退耕还林 土壤有机碳 溶解性有机碳 微生物量碳
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林下植被对胡桃楸人工林细根生物量和形态特征的影响 被引量：1
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作者 郭超 王东男 +2 位作者 张硕 汲昌昊 谷加存 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第1期82-89,101,共9页
【目的】揭示不同林下植被覆盖对胡桃楸人工林细根形态和生物量的影响,为该地区胡桃楸人工林林下植被的科学管理提供理论参考。【方法】以黑龙江省帽儿山地区胡桃楸人工林为研究对象,测定了不同林下植被覆盖下胡桃楸树高和胸径的生长,... 【目的】揭示不同林下植被覆盖对胡桃楸人工林细根形态和生物量的影响,为该地区胡桃楸人工林林下植被的科学管理提供理论参考。【方法】以黑龙江省帽儿山地区胡桃楸人工林为研究对象,测定了不同林下植被覆盖下胡桃楸树高和胸径的生长,采用土钻法研究了土壤表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)的胡桃楸吸收根(1~3级根)和运输根(4~5级根)的形态和生物量特征,同时测定了灌木和草本植物的根系生物量并分析其对胡桃楸根系生物量的影响。【结果】随着林下植被覆盖程度的增加,胡桃楸平均树高和胸径呈先升高后降低的趋势。林下植被增加导致土壤表层胡桃楸吸收根直径变细,比根长变大,而土壤亚表层仅根组织密度增大;胡桃楸运输根直径和比根长在两个土层均呈先增加后降低的趋势,而根组织密度没有显著差异。胡桃楸土壤表层和亚表层吸收根生物量均随林下植被增加先升高后降低,运输根生物量在土壤表层则呈现“N”形变化,而亚表层则先降低后升高;灌木吸收根和运输根生物量变化趋势较为复杂,而草本植物根系生物量则呈明显降低趋势。相关分析表明,胡桃楸根系生物量与林下植被根系生物量的相关性较弱,仅部分受灌木根系生物量的影响,而与草本根系生物量无显著相关性。【结论】胡桃楸细根形态和生物量分布受林下植被覆盖的影响,但是影响程度与根系功能群和土壤层次有关,保留一定程度的林下植被(35%<灌木盖度<46%)能够同时促进胡桃楸林分地上和地下的生长。 展开更多
关键词 人工林 林下植被 细根生物量 细根形态 森林经营
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白细胞激肽及其受体对美国白蛾取食和生长发育的影响 被引量：1
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作者 莫建洲 唐颖 +2 位作者 李昊峰 曹传旺 孙丽丽 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第3期95-106,共12页
【目的】探究神经肽LK及其受体对美国白蛾生长发育的影响。【方法】构建美国白蛾基因LK/LKR dsRNA合成的体外原核表达系统,并饲喂美国白蛾幼虫表达dsRNA的菌液,统计其取食量、体重和发育历期。对美国白蛾4龄幼虫注射LK1和LK2短肽,检测7... 【目的】探究神经肽LK及其受体对美国白蛾生长发育的影响。【方法】构建美国白蛾基因LK/LKR dsRNA合成的体外原核表达系统,并饲喂美国白蛾幼虫表达dsRNA的菌液,统计其取食量、体重和发育历期。对美国白蛾4龄幼虫注射LK1和LK2短肽,检测72 h后中肠和脂肪体组织中消化酶活性及海藻糖、糖原和葡萄糖含量,并用RT-qPCR技术检测相关基因的相对表达量。【结果】细菌介导的原核表达系统可有效沉默LK和LKR基因,影响美国白蛾4龄幼虫48 h内取食量,但不显著(P> 0.05),并导致体重累计增长率显著提高(P <0.05)(除L4440-HcLKR处理组幼虫外),发育历期延迟。注射LKs短肽的美国白蛾4龄幼虫取食量和体重累计增长率显著降低,24 h粪便含水量显著升高,但幼虫体内含水量无显著变化;进一步研究显示72 h中肠的α-淀粉酶以及脂肪体中的脂肪酶、α-淀粉酶、胰蛋白酶活性显著增强;中肠的糖原含量显著减少,而脂肪体中的糖原、海藻糖含量显著升高,葡萄糖含量显著降低;中肠和脂肪体中的脂肪酶基因LIP(除脂肪体的LK1组)和α-淀粉酶基因(amy-1和amy-2)表达量显著升高;中肠海藻糖酶基因(Tre1和Tre2)与海藻糖转运蛋白基因Tret1表达量显著升高;脂肪体Tre1(除LK2组)和Tre2基因表达量显著下降,Tret1基因(LK2组)表达量显著升高。【结论】本研究明确了白细胞激肽参与调节美国白蛾取食、能量代谢和生长发育过程,为研发绿色杀虫剂防控美国白蛾提供理论依据。 展开更多
关键词 Leucokinin RNAI 美国白蛾 消化酶 神经肽
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配比施肥对紫椴生长及生理特性的影响 被引量：1
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作者 姜芙蓉 杨立学 +1 位作者 宋欣程 申方圆 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第3期128-137,共10页
[目的]合理施肥可以提高土壤肥力,增加林木的抗病虫害能力,提高木材产量和质量。探究配比施肥对紫椴生长、光合、叶片养分含量以及叶片解剖性状的影响,为紫椴高效施肥技术提供理论参考。[方法]以7年生的紫椴为试验材料,采用N、P、K3因素... [目的]合理施肥可以提高土壤肥力,增加林木的抗病虫害能力,提高木材产量和质量。探究配比施肥对紫椴生长、光合、叶片养分含量以及叶片解剖性状的影响,为紫椴高效施肥技术提供理论参考。[方法]以7年生的紫椴为试验材料,采用N、P、K3因素3水平正交试验L_(9) (3~4),设置不同施肥配比处理,分别为T1 (N_(1)P_(1)K_(1))、T2 (N_(1)P_(2)K_(2))、T3 (N_(1)P_(3)K_(3))、T4 (N_(2)P_(1)K_(2))、T5 (N_(2)P_(2)K_(3))、T6 (N_(2)P_(3)K_(1))、T7 (N_(3)P_(1)K_(3))、T8 (N_(3)P_(2)K_(1))、T9 (N_(3)P_(3)K_(2)),共9个处理并设对照CK,测定叶片养分含量、气体交换参数、解剖性状以及树高、地径增长量等指标。[结果]1)合理施肥可以显著提高紫椴树高和地径增长量(P<0.05),其中均以T5处理的紫椴树高、地径增长量最高,较CK分别提高了155.86%和115.92%。2)不同配比施肥处理紫椴叶片全N和全P含量无显著变化,叶片N含量和P含量分别在T1和T2最高,但叶片N:K值显著提升(P<0.05),叶片全K含量和K:P值显著降低,钾含量在T9最低,低于CK32.5%。3)不同配比施肥处理紫椴叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度与CK均存在显著差异(P<0.05)。其中,净光合速率在T4下最大,蒸腾速率和气孔导度在T5下达到最大,胞间CO_(2)浓度在T3下表现最佳。4)配比施肥对紫椴叶片结构及组织厚度均具有显著影响(P<0.05),对叶片组织紧密度无显著影响。其中,栅海比均高于CK,处理T5的栅海比表现最好,相较于CK提高了65.96%。叶片组织疏松度与对照差异均不显著,范围为0.29~0.42;各处理叶片组织紧密度均显著高于对照(P<0.05),但处理之间无显著差异,范围为0.31~0.49。[结论]合理的氮磷钾配比施肥可以提高紫椴的光合能力和养分积累能力,促进紫椴的生长。综合来看,本试验中T4的处理效果最好,即:尿素、过磷酸钙、氯化钾的施肥量分别为28.3、42.9、10.8 g/株。 展开更多
关键词 紫椴 配比施肥 生长量 叶片养分 光合特性 叶片解剖 综合评价
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应用机器学习算法预测樟子松树皮厚度 被引量：1
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作者 谌俊燃 张兹鹏 姜立春 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期82-90,共9页
【目的】研究传统模型和机器学习算法预测樟子松Pinus sylvestris var.mongolica的树皮厚度,为树皮厚度的精准预测提供理论依据和实践指导。【方法】以大兴安岭图强林业局245株樟子松伐倒木数据为研究对象,构建6个传统模型(线性、非线性... 【目的】研究传统模型和机器学习算法预测樟子松Pinus sylvestris var.mongolica的树皮厚度,为树皮厚度的精准预测提供理论依据和实践指导。【方法】以大兴安岭图强林业局245株樟子松伐倒木数据为研究对象,构建6个传统模型(线性、非线性)和2种机器学习模型(人工神经网络ANN、支持向量回归SVR),同时比较不同自变量组合时机器学习模型的表现。【结果】(1)树皮厚度的拟合和检验结果均表明2种机器学习模型均优于传统模型,具体结果排序为SVR6>ANN6>M5;(2)SVR6的最优输入变量组合为胸径、树高、距离地面高度和相对高。与传统模型M5相比,SVR6的预测精度有明显提高,其中R2提高了12.66%,RMSE和MAE分别降低了17.71%和20.27%;(3)将数据划分为不同径阶组合分析各模型的预测精度时,发现2种机器学习模型(ANN6、SVR6)的预测效果均优于传统模型M5。其中,当树木为小径阶(5 cm≤DBH<15 cm)和大径阶(DBH≥25 cm)时,建议采用SVR6进行预测;当树木多为中等径阶(15 cm≤DBH<25 cm)时,建议采用ANN6进行预测;(4)比较各模型在树干不同高度的预测能力时,发现在相对高0~70%处,ANN6和SVR6的预测能力较优;在相对高70%~100%处,M5的预测能力较优。总体来看,ANN6和SVR6在大部分高度处的预测能力都优于M5。【结论】机器学习建模方法可以有效地提高树皮厚度的预测精度。相较传统模型,机器学习模型预测效果更优。其中SVR的拟合和检验效果最好,适合该区域树皮厚度的精准预测。 展开更多
关键词 樟子松 树皮厚度 预测精度 人工神经网络 支持向量回归
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基于BLS数据的人工红松冠幅预测模型构建 被引量：1
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作者 康义龙 贾炜玮 +2 位作者 王帆 刘奇峰 朱万才 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期179-186,共8页
为预测人工红松冠幅,该研究利用背包式激光雷达(backpack laser scanning,BLS)提取各单木因子并构建人工红松冠幅预测模型。结果表明:BLS点云数据与实测数据平均匹配率达到98.5%,显示出较高的准确度。点云数据与实测胸径的RMSE均值为0.9... 为预测人工红松冠幅,该研究利用背包式激光雷达(backpack laser scanning,BLS)提取各单木因子并构建人工红松冠幅预测模型。结果表明:BLS点云数据与实测数据平均匹配率达到98.5%,显示出较高的准确度。点云数据与实测胸径的RMSE均值为0.924,R^(2)均在0.9以上,表现出较强的相关性;与实测树高的RMSE均值为2.067,R^(2)均在0.650以上,相关性较弱;与实测树冠的RMSE均值为0.376,R^(2)均在0.8以上,相关性较强。在模型拟合方面,二次型函数的基础模型拟合和预估效果最好(R_(a)^(2)=0.528,RMSE=0.718,MAE=0.580,MAPE=0.157),引入林分平均胸径、高径比和每公顷大于对象木断面积之和能够显著提升模型拟合检验精度。考虑样地作为随机效应的混合效应模型预测效果最好(R_(a)^(2)=0.655,RMSE=0.620,MAE=0.484,MAPE=0.130)。综上所述,结合BLS点云数据与测量数据构建冠幅预测模型具有一定的可行性,可以利用BLS辅助林业调查。 展开更多
关键词 激光雷达 点云 红松 冠幅 非线性混合效应模型
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黑龙江省帽儿山温带阔叶树种不同器官的生态化学计量特征 被引量：20
19
作者 赵瑞 王传宽 +1 位作者 全先奎 王兴昌 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-11,共11页
【目的】量化共存树种的碳、氮、磷含量及其计量关系的器官间和种间差异,探讨共存树种养分元素的器官间分配策略和种间利用差异,以期增强对整树水平的碳、氮、磷储量和分配格局的认识。【方法】选取黑龙江省帽儿山天然次生林中的10个共... 【目的】量化共存树种的碳、氮、磷含量及其计量关系的器官间和种间差异,探讨共存树种养分元素的器官间分配策略和种间利用差异,以期增强对整树水平的碳、氮、磷储量和分配格局的认识。【方法】选取黑龙江省帽儿山天然次生林中的10个共存阔叶树种,研究叶、枝、皮、边材、心材、树桩、大根(5 mm<直径≤30 mm)、粗根(2 mm<直径≤5 mm)和细根(直径≤2 mm)9个器官的碳含量(C)、氮含量(N)、磷含量(P)以及碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)和氮磷比(N:P),用变异系数表达器官和树种间的差异,用标准主轴回归斜率检验元素两两之间的异速或等速增长关系。【结果】树种、器官及其交互作用对C、N、P及C:N、C:P、N:P影响显著(树种对C:P影响不显著除外);从均值来看,资源获取器官(叶和细根)的C、N、P及N:P显著高于其他器官,木质部(边材、心材)的C:N、C:P显著高于其他器官;从种间变异来看,叶元素含量及其计量比的种间差异均较低;细根N、C:N和N:P的种间差异均较高,而P和C:P的种间差异均较低,表明该地区树木将有限的氮元素优先分配给光合器官;大部分器官的元素间相关关系不显著,表明单一器官的养分计量关系不能直接反应其他器官或整树水平的计量关系;器官间C和N、C和P相关关系因树种而异,但N和P关系各树种高度一致。【结论】树木器官间的C、N、P、C:N、C:P和N:P的差异与器官功能分异紧密相关。总体上温带森林树种将受限的氮元素优先分配到叶,同时氮也会限制木材固碳。各器官对碳、氮、磷元素的利用在群落共存种间存在明显差异,可能有助于降低种间竞争。无论是种内还是种间,一个器官的养分含量及其计量关系均不能直接反应其他器官的情况,因此仅用某一器官来量化整树水平的碳、氮、磷储量及其分配格局是不准确的,今后相关研究应充分考虑元素含量的器官间和种间差异。 展开更多
关键词 生态化学计量学 器官间差异 种间差异 局域尺度
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兴安落叶松林分空间结构参数多元分布与林木竞争
20
作者 张文刚 田依凡 +6 位作者 杨雨春 张鹏 谷加存 杨立学 姜雨希 张锟 王丽娜 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第7期74-81,共8页
【目的】探究大兴安岭火后同期的兴安落叶松天然林、经30%强度间伐后未经营的和间伐后按照目标树经营的人工林的空间结构参数多元分布格局,及Hegyi指数对其的响应模式。为深入了解落叶松人工林空间结构的异质性和未来的经营管理提供科... 【目的】探究大兴安岭火后同期的兴安落叶松天然林、经30%强度间伐后未经营的和间伐后按照目标树经营的人工林的空间结构参数多元分布格局,及Hegyi指数对其的响应模式。为深入了解落叶松人工林空间结构的异质性和未来的经营管理提供科学依据。【方法】以上述3种兴安落叶松林为研究对象,利用基于4株最近相邻木关系的混交度、大小比数、角尺度和开敞度4个空间结构参数,分析空间结构参数多元分布特征,并基于此分析林分Hegyi指数分布。【结果】1)从零元分布看,3种林分均是生长空间严重不足的中庸状态,目标树林分为零度混交,均匀分布;对照林分为弱度混交,随机分布;天然林分为中度混交,不均匀分布;2)从一元分布看,2种人工林混交度低的林木多,而天然林的在各混交度等级上的概率差异不大。天然林分随机分布林木最多,目标树林分的最低。3种林分大多数林木均处于生长空间不足或严重不足的状态;3)从四元分布看,3种林分中林木频度均以随机分布、零度混交和生长空间严重不足为峰值,目标树林分最集中,天然林最分散。各空间结构参数组合中,不同大小比数的频度分布差异不大;4)3种林分中Hegyi指数较高的个体占比均以随机分布,零度混交和生长空间严重不足的为峰值,且随大小比数递增。天然林分林木竞争强度大于人工林且差异显著,目标树林分略小于对照林分。【结论】本研究为兴安落叶松天然林与人工林的空间结构和林木竞争差异,及其目标树经营效果提供了科学依据。天然林空间结构比人工林的丰富,天然林中林木竞争强度大于人工林的;目标树经营使人工林空间结构更加单一,且削弱了林木间的竞争强度,促进了单木生长。本研究结合营林目的,提供了可操作的采伐木确定方法,并表明基于空间结构多元分布的Hegyi指数分布相比单纯的Hegyi指数,蕴含的信息更加丰富。 展开更多
关键词 兴安落叶松 空间结构 目标树经营 多元分布 林木竞争
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