突脉青冈天然林林分结构分析

摘要

本研究主要的目的在于通过对突脉青冈这一珍稀乡土阔叶树种天然林进行较为系统的研究，了解突脉青冈种群当前发展面临的主要问题。研究过程中应用统计学方法对突脉青冈种群结构、自然更新、空间分布格局、种群的抽样技术、直径结构规律、年龄结构规律、空间格局指数、林内种间竞争关系与空间结构参数在模拟采伐木中的应用等进行全面的分析，以填补目前对突脉青冈在林分结构上研究的不足。也为指导人工林的营造以及合理改造低产林分，增加福建省造林混交树种多样性和改善林分结构综合状况提供依据。本文主要研究结果如下： (1)通过突脉青冈种群频次检验分析结果可知Poisson分布占70％、负二项矩法占90％、负二项估值法65％、复合Poisson85％、Poisson-二项式65％、Neyman(A)70％、Neyman(N)70％均占比较大的比例。由负二项、复合泊松、Neyman分布的数学模型检验结果判断大部分的标准地种群分布属于聚集分布，这种种群个体分布极不均匀，常成簇、群或块密集分布。 (2)通过突脉青冈种群在各标准地的空间分布格局的分析可知，突脉青冈种群在大部分标准地内均呈聚集分布，而只有少部分的标准地突脉青冈种群属于均匀分布。但是扩散系数C和扩散指数Iδ经统计检验表明，20个标准地中突脉青冈种群均呈现随机分布，说明突脉青冈种群分布格局处于聚集分布与随机分布、均匀分布与随机分布的临界状态，但大体上呈现随机分布。呈聚集分布的种群大多数对环境的适应性比较强，种群较稳定，在群落中能维持一定的个体数量，因此，目前突脉青冈群落是个相对稳定的群落。 (3)在允许抽样误差条件下，密度较低的样地内其抽样数要更多，而在密度较高的样地内其抽样数可相应减少，即抽样数随平均密度的增加而减少；在相同密度的条件下，调查抽样数则随着允许误差的增大而相应减少。在进行野外调查时，可借鉴表(5-1)内数据来确定林间调查的最适理论抽样数。本研究调查获得的突脉青冈种群各个标准地的平均密度为0.2～2株/25㎡，按理论抽样面积计算至少应抽取221个25㎡样方，而本研究取样样方数达500个，说明本研究中突脉青冈为聚集分布是可信的，取样数量能达到精度要求。 (4)通过突脉青冈天然林林分直径分布结构特征的研究，可以模拟与预测各个径阶的林木株数和蓄积的变化，为林木生长量测定以及材积测算等工作都会起到重要的作用，这将有利于提高林业的经营水平。 (5)根据突脉青冈种群静态生命表和生存分析函数值可知，珍稀濒危植物突脉青冈种群死亡率与危险率动态趋势基本相似，单调增加，生存率单调下降，其增加或下降幅度是前期高于后期，到后期下降幅度比较平缓，说明突脉青冈种群幼树死亡率较高，从死亡率与危险率可以进一步看出在第4龄级时个体数目出现波动，死亡率从50.4％升高到84.2％，危险率也从0.081升到0.162，两者均出现最大值，说明在第4龄级出现死亡高峰，同时在该龄级时大量植株死亡，导致植株个体数迅速减少。4个函数估计值说明珍稀濒危植物突脉青冈具有前期增长，后期稳定的特点。 (6)通过对聚集指数R的分析可知，各个标准地的R<1，所以林木为聚集分布，在2～9号标准地中的R修正值都小于1，也说明林木呈聚集分布；在1号标准地中，R修正值为0.97，比较接近于1，说明林木有随机分布的趋势。再对标准地最近邻体距离分布频率的分析也得出大部分标准地表现出高度聚集的状态。林木之间的距离越小，个体间的竞争就会越强烈，竞争的结果导致林分自然稀疏，使个体间的距离变大，以缓解竞争的压力，维持林分在一个时期的相对稳定。 (7)利用空间结构参数描述了突脉青冈天然林空间结构的三个方面--种间关系、在水平方位的分布、个体大小。以每一株树木为考察对象，在最佳结构单元的基础上分析林分的结构状态。在水平方向表达了种内和种间混交状况以及聚集状况，为突脉青冈混交复层的天然林的空间结构参数提供更多的分布信息。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1研究的背景

1.2研究的目的意义

2国内外林分结构研究的概况及本文研究的主要内容

2.1国外对天然异龄林林分结构的研究

2.1.1频次分布法

2.1.2聚集度指标法

2.1.3直径分布

2.1.4年龄结构

2.1.5林分最优结构

2.1.6林分的择伐

2.2国内对天然异龄林林分结构的研究

2.2.1频次分布法

2.2.2聚集度指标法

2.2.3混交林结构的合理性

2.2.4收获与预估

2.3本文研究的内容

2.3.1主要研究内容

2.3.2主要创新点

3材料收集与整理

3.1调查地概况

3.2调查方法

3.3数据处理方法

4.空间分布格局的测定方法

4.1频次分布法

4.1.1空间分布的概率分布型

4.1.2均匀分布

4.1.3 Poisson分布

4.1.4负二项分布（Negative binomial distribution）

4.1.5复合Poisson分布的概率函数

4.1.6 Poisson-二项式分布

4.1.7Weibull分布

4.1.8Neyman分布

4.1.9分布拟合的检验

4.1.10小结

4.2聚集度指标法

4.2.1扩散系数C

4.2.2聚集度指标I(丛生指数)

4.2.3聚块性指标(C*)

4.2.4扩散指数Is

4.2.5 Cassie R M指标CA

4.2.6 L指数——一个估计个体种群平均大小的指数

4.2.7平均拥挤度与平均密度的比值M*／-x

4.2.8 B1ackith聚集均数(λ)

4.2.9负二项分布的k值估计（Waters,1959）

4.2.10 Iwao M与-x回归法

4.2.11泰洛Taylor幂法则

4.2.12聚集度指标模型的建立

4.3小结

5突脉青冈种群抽样技术研究

5.1 Iwao法最适理论抽样数的确定

5.2估计种群密度的序贯抽样分析

5.3小结

6突脉青冈天然林林分结构

6.1林分结构研究概述

6.2直径结构研究方法

6.2.1正态分布（normal distribution）

6.2.2对数正态分布（Lognormal distribution）

6.2.3 Γ分布（Garma distrbution）

6.2.4 β分布（Beta distribution）

6.2.5 Weibull分布（Weibull distribution）

6.2.6直径分布模型的分布概率检验

6.2.7结果分析与讨论

6.2.8林分胸径结构预测的L-PRM方法

6.2.9林分胸径结构预测的G-PRM方法

6.2.10小结

7年龄结构及动态分析方法

7.1树种龄级的划分

7.2生命表的编制

7.3存活曲线的绘制

7.4小结

8与距离有关的空间格局指数

8.1聚集指数(R)

8.1.1 R的修正方法

8.1.2结果与分析

8.1.3小结

8.2林分空间结构参数

8.2.1混交分析

8.2.2树种多样性混交度

8.2.3大小分化度

8.2.4角尺度：

8.2.5大小比数

8.2.6竞争指数与竞争方式：

8.2.7结果与分析：

8.3竞争强度与对象木胸径的关系

8.3.1结果与分析

8.4小结

9空间结构参数在模拟采伐木中的应用

9.1确定要考察的目的树种组成的结构单元及周围的被伐木

9.2结果分析

9.3小结

10突脉青冈天然林研究的结论与展望

10.1结论

10.2前景展望

参考文献

致谢