大兴安岭天然次生林林木补植空间优化

作者：王涛; 董灵波; 刘兆刚; 张凌宇; 陈莹天然次生林生态恢复林下补植空间结构优化

摘要：【目的】为优化林分空间结构,提高现有林分质量,加速森林生态系统恢复,加速大兴安岭地区森林群落向顶级群落演替,确定天然次生林林下补植树种和补植位置,为大兴安岭地区的森林经营提供理论支持和方法。【方法】本文以大兴安岭地区白桦纯林、落叶松白桦混交及针叶混交3种典型的林分类型为例,在次生林原有天然更新的基础上,利用Voronoi图进行空间单元确定和Voronoi结点边缘校正,并使用反距离插值使林木空间结构参数可视化,预测林分中未含林木区域的空间结构信息,将其作为补植依据,使用熵权法确定各空间结构参数权重,将各空间结构参数插值后图像进行加权叠加,以林分非空间结构为约束条件,优化林分空间结构为目标,探讨次生林林下补植树种和位置。【结果】(1)选取兴安落叶松为补植树种,各林型幼树补植数量分别为660、1 970、315。(2)补植后白桦纯林样地中白桦幼树幼苗混交度增加为0.52,其他树种幼树幼苗混交度增加为0.51;落叶松白桦混交林中白桦幼树幼苗混交度增加为0.84,其他树种幼树幼苗混交度增加为0.70;针叶混交林中白桦幼树幼苗增加为0.78,其他树种幼树幼苗混交度增加为0.50。(3)补植后各林型样地林下幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.31、1.41、1.36,均处于随机分布状态。白桦纯林、落叶松白桦混交林及针叶混交林中落叶松幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.27、1.40、1.37,均呈随机分布。【结论】采伐和补植是两种相反的空间优化方式,将林木空间结构参数进行反距离插值,可以预测林分中无林木区域的空间结构参数值,插值后的图像像元大小可以设定为补植幼树所需要的林地面积大小,依据林分空间结构的优化目标和补植数量的调控目标,提取样地未含林木区域空间参数值,进而确定补植的树种和位置。

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