【摘要】：森林空間結構反映林木間相互作用情況,對森林長期的穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義。本研究以湖南省蘆頭林場樣地數據和模擬樣地數據為研究對象,考慮林木自身大小對其和周邊林木相互作用關系強弱的影響,將林木胸徑、樹高和冠幅生成綜合權重,對Delaunay三角網確定的空間結構單元中中心木與相鄰木之間的距離進行加權。實現林木物理坐標轉換為邏輯坐標,林木大小屬性轉變?yōu)榭臻g屬性,改變林木之間相互作用的拓撲關系。本文主要內容和結果如下:(1)將不同大小的林木看成不同競爭力狀態(tài)的個體,提出基于Delaunay三角網模型的加權方法,生成加權空間結構單元。對中心木的相鄰木數量進行統(tǒng)計得出,加權前后相鄰木的數量均以5株最為常見。加權后自然樣地和模擬樣地中分別有26.99%和23.62%的相鄰木數仍然保持不變,林木的相鄰木數量變化幅度較小。加權林木空間結構單元中,中心木到其相鄰木的平均距離增量隨中心木的綜合權重增加而減小,表明加權方法所得到的林木拓撲關系更能準確表征林木之間相互作用關系的強弱。(2)對加權空間結構指數及均質性指數的適用性進行分析。采用圖示法和計算法對加權前后空間結構指數進行正態(tài)分布檢驗:加權前7個空間結構指數在兩種方法驗證的條件下均一致顯示符合正態(tài)分布。加權后大小比、競爭指數、開闊比和空間密度指數利用不同方法所檢驗出的結果存在一定的偏差。綜合考慮加權前后所有空間結構指數基本符合正態(tài)分布。從加權前后空間結構指數的Spearman相關性分析看出,大小比數、林層指數、混交度和開闊比加權前后分別呈顯著相關性,說明以上加權空間結構指數是描述林分空間結構的有效指數;加權前后的競爭指數和角尺度均不存在顯著相關性,但加權的競爭指數和角尺度在對空間結構的描述上更準確。加權前后均質性指數相關性分析顯示,除N5外所有樣地的加權前后均質性指數均為顯著正相關;配對樣本T檢驗顯示除N1和N2之外,其余樣地的加權前后均質性指數之間均存在顯著性差異。說明加權均質性指數對林分的空間結構評價仍然具有適用性,且結果分析更科學合理。(3)以大小比數、林層指數等7個加權指數為空間結構優(yōu)化目標,以林木大小多樣性、徑級多樣性和間伐量為約束條件,構建加權空間結構優(yōu)化間伐模型。用人工免疫算法求解并制定間伐方案。選用樣地N4進行實驗分析,結果進一步驗證了加權空間結構間伐優(yōu)化模型的可靠性和免疫算法求解優(yōu)化模型的可行性。本文對加權后林分空間結構指數及均質性指數適用性進行了分析,在此基礎上完善了林木空間結構間伐優(yōu)化模型,為林分空間結構的合理優(yōu)化提供理論依據,為森林的健康經營提供新的思路和途徑。
【圖文】：

圖３．２加權前后相鄰木變化逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３．２邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｒｅｅ邋ｎｅｉｇｈｂｏｒｓ邋ｂｅｆｏｒｅ邋ａｎｄ邋ａｆｔｅｒ邋ｗｅｉｇｈｔｅｄ逡逑為使得加權過程更為形象，將林木用不同大小的圓圈表示，中心木、相鄰木逡逑和周邊林木分別用不同顏色表示。圖３．２中黑色數字表示林木編號，ｉ）、ｉｉ）分別逡逑

４．１加權林木空間分布變化特征逡逑分別將蘆頭林場的自然樣地和計算機生成的模擬樣地進行邊緣校正，距離樣逡逑地邊緣２ｍ的范圍內的林木只作為相鄰木，不納入統(tǒng)計的范圍，如圖４．１和４．２逡逑中黑色實心點。以樣地內所有林木的空間分布作為離散點生成平面三角網。依次逡逑以核心區(qū)內林木（如圖中紅色圓圈）為中心木，，通過確定相鄰木、計算權重、基逡逑于三角網求林木的移動向量。圖中灰色箭頭即表示核心區(qū)林木對應的移動向量，逡逑箭頭的方向即表示林木移動方向，箭頭長度表示林木移動的距離，箭頭終點即為逡逑林木的邏輯位置。逡逑３０邋Ｉ邋＾邐＇邋—邋一＇邐Ｎｉｌ邋３０邋Ｉ邋—邐一邋Ｎ２］邐３０邋Ｉ邋＇邐＇邐＇邐邐邐邐邐Ｎ３逡逑？？？砂、．冰二？？邐．‘邐．邐Ｑ逡逑２５邐？邋＾邋１邐、邐２５邐？＞邐，邐２５邐ｖ邐、逡逑２０邋９邐、Ｎ邋？邋．邋■邐２０邐—？邐？邐＜５邋■邐２０邐ｉｄ邐＼邐°逡逑？邐，邋ｑ邐？邐？邋？邋？逡逑？邐．必邐？逡逑１５邋■邐？邐＼邋ｆ＇邋■邐１５邋＇．－邐＇邋ｐ邐１５邐８邐＜ｂ邋ｆ逡逑＼邋ｊ邐０邐？邋？－．邋．Ｓｅ邋ａ邋？邋ｅ逡逑１０邐？邐１０邐ｉｏ邐＾邐、逡逑５邐ｔ邐■邐５邋＼邐、．邐５邐Ｑ邐？逡逑？？邐０邐０邐．．隊．‘邐．．＾邐．逡逑．邋？邋？邋．邋．邋？邋？逡逑ｏ＇邐邐邐邐邐１邐１邐０—邋一邐＾邐ｏ１邐＾邐邐邐＾——１邐１邐？」逡逑0邋５邐１０邐１５邐２０邋0邋５邐１０邐１５邐２０邐０邐５邐１０邐１５邐２０邐２５邐３０逡逑２0邋■邋，邐，邐
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP18;S750

【參考文獻】

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本文編號：2601263