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[硕士论文] 卢贞
地图制图学与地理信息工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:随着科技的不断发展,测绘技术逐步告别了对人力的过分依赖。三维激光扫描作为一种新型的测量方式,近年来也获得了长足进步。树木作为生态系统的重要组成部分,可以吸收二氧化碳,部分树木还可以产生果实,为人类提供粮食。将三维激光技术应用于林业可以很好的对树木进行三维重建,加快林业可视化的研究进程,在不破坏树木的情况下,快速、真实、直接地获取树木的点云数据,并能够达到较高的精度,克服传统林业调查中获取数据效率低,劳动强度大、自动化程度差等问题。
  本文从单株树木的三维重建着手,通过三维激光扫描仪获取树木的点云数据,计算树木树高、冠幅、胸径等信息,分析三维激光应用于林业的优势,并提出一种计算树冠体积的方法,使用Matlab编程实现。为凸显利用三维激光扫描进行树木点云数据获取的优势,将其与数据获取同样快速的多视图立体摄影测量方法进行比较,分析两者优缺点。
  使用三维激光扫描仪获取树木点云数据,并对数据进行拼接、裁剪等处理,将树木点云数据根据枝干生长特征进行分割,一方面解决处理大量点云数据而产生的计算负担,另一方面降低由于计算方法带来的误差。将分割后的点云数据运用Matlab进行处理,将切割的点云数据在其Z值范围内按照设定的k值等距分割,在k极小的状况下,获取分割部分的点云投影,使用凸包算法构建封闭曲面,计算多边形面积,利用祖暅定理,累加计算出树冠体积。
[硕士论文] 罗军伟
森林经理学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:森林生态系统在全球气候变化中占据主导地位,是地球生态平衡的重要保证。准确的监测与评价,对于掌握和管理森林生态系统有重要意义。人工林的生长分析与模拟,可以及时地掌握林分动态变化,为人工林的经营管理和生产实践提供科学合理的理论依据。
  本研究以山东省鲁中山区侧柏、赤松、刺槐三个树种为研究对象,分别对六种立地类型进行标准地和解析木调查,采用控制变量法,进行方差分析与多重比较,研究不同树种在不同立地条件下生长状况,结果表明:刺槐树高、胸径、材积平均生长量均高于赤松和侧柏,赤松高于侧柏;侧柏在阳坡厚土各项生长量最大,在阴坡薄土各项生长量最小;赤松在阳坡各项生长量大于阴坡各项生长量;刺槐在阳坡厚土生长最好;三个树种在鲁中山区生长状况良好,刺槐优于赤松,赤松优于侧柏。研究结果可为鲁中山区不同立地条件下营造林提供参考依据。
  同时,本文以鲁中山区侧柏、赤松、刺槐人工林作为研究对象,将不同立地条件下589块固定样地调查数据和142株解析木数据按比例分为建模数据和检验数据,通过对前人总结的经验方程筛选单木生长基础理论模型,采用多元逐步回归技术和非线性回归技术构建侧柏、赤松、刺槐人工林与距离无关的单木胸高断面积生长模型、树高曲线模型、材积生长模型和枯损率模型,结果表明:模型变量的系数全部通过t检验和F检验, P<0.05,复相关系数R2均在0.7以上,且残差分布近似正态分布并通过模型检验,模型拟合效果比较理想。
  本研究克服以往研究数据量偏小、地域局限、缺乏代表性的问题,首次对鲁中山区不同立地类型下侧柏、赤松、刺槐人工林系统分析,成功构建鲁中山区侧柏、赤松、刺槐人工林单木生长模型,从数学和生物学上对鲁中山区人工林生长动态进行了客观地反映,四类生长模型对林木生长过程的模拟精度较高,为鲁中山区人工林今后的经营管理和生产实践提供了重要决策依据,具有较高推广价值。
[硕士论文] 马天午
森林经理学 浙江农林大学 2017(学位年度)
摘要:小班矢量数据是林业资源数据管理中的基础空间数据,确保小班矢量边界拓扑一致性是数据质量的基本要求。如何解决小班边界的拓扑不一致性问题,对林业矢量数据管理和入库等具有重要的理论意义和现实价值。本研究针对目前工作实践中存在的问题,提出了一种自动化的林地边界一致性探查与修复算法,以提高林业空间数据的质量,减少人工数据检查和修复所带来的数据管理成本。本文首先对现有的矢量数据边界不一致性算法进行调研,通过研究发现对于边界不一致的研究主要集中于修复算法方面,对自动修复边界不一致问题尚没有好的解决方案。本文对小班边界不一致性产生的原因进行分析,将小班边界不一致的类型划分为缝隙型、重叠型、相离型、Gap型和混合型,并且对比分析了常用GIS软件在探查以上不一致类型的优缺点,其中Gap型和相离型问题能够探查但并不能很好的可视化表达,为后面的修复处理增加难度。随后,本文提出了针对小班边界不一致性探查和修复算法。在探查研究部分,利用DE-9IM模型对缝隙型和重叠型的不一致问题进行探查,缝隙型算法中采用零缓冲快速合并算法进行小班面合并计算。对相离型和Gap型的探查时采用了搜索圆和DE9IM模型相结合的方法,最后通过这些方法确定不一致性边界的位置。在修复研究部分,本文将边界不一致的处理分为两种情况,即来自不同图层的小班面所产生的边界不一致和同一图层内部的边界不一致。首先对不一致的边界进行结点数量标准化处理。对于来自不同图层的小班面,本文采用协方差传播律和最小二乘法所推导出的结点捕捉计算公式和误差估计公式进行一致化改正,一致化改正后的新边界空间位置更接近于捕捉前具有较高位置精度的地理边线;对于同一图层的小班面的边界一致化修复,本文首先对图层内小班提取紧度系数和几何中心度这两个先验评价因子,再利用这两个因子进行LOWESS稳健回归建模,从而获得各个小班的图形因子先验得分表,基于该表计算小班边界改正的权重值,利用该权重对边界进行一致化改正。最后,本文利用新昌县的林地小班数据对上述算法进行实验和验证。在小班面合并算法部分,零缓冲Union算法使得图层内的全部小班合并速度降低在1分钟以内,不一致性探查算法实验结果表明本文所采用的方法,效果更为有效,不存在过度探查的问题。不同图层间的不一致性边界修复的结果证明了本文算法的可行性和有效性。对于单图层内的不一致性边界修复,LOWESS回归分析结果显示,新昌县的公益林小班面形状为扁圆,较为规则。利用该结果进行权重计算和不一致性修复也是可行的。通过验证和分析,本文所提出的算法可以有效对小班边界进行探查和修复,方法自动化且高效,具有理论和现实价值。
[硕士论文] 王敏
林业 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:森林抚育间伐是对密度较大的林分实施的一种培育措施,其目的是改善林分生长环境,加速林木的生长速度,缩短林木的工艺成熟期,提高林分产量和质量。研究不同抚育方式和时间对森林生态系统的干扰,对重建、恢复森林生态系统固有功能及实现森林可持续经营管理有重要意义。本实验以油松(抚育间伐3年、5年、7年)、刺槐(抚育间伐3年、5年、7年)为研究对象,比较抚育间伐前后以及抚育间伐各阶段林分的生长状况。
  本文在研究过程中采用CI-110冠层分析仪及时得到林分郁闭情况,掌握林分的空间结构,并现场测量树木生长量,调查林下灌木、草本的种类和数量,室内测定分析土样。从油松、刺槐人工林郁闭情况、林木生长、林下植被多样性及林地土壤质量等方面,分析不同抚育间伐阶段的关键指标以及间伐效应,发现抚育间伐周期规律。经研究发现,在不同抚育间伐阶段油松和刺槐的抚育效果差异较大。研究结果如下:
  1、抚育间伐对冠层的影响
  经过抚育间伐,油松第5年的叶面积指数明显降低,到了第7年呈现出上升的趋势。但是刺槐却是在抚育间伐第5年叶面积指数的值达到最大。直射辐射透过系数和散射辐射透过系数反映的是林分的透光率,油松抚育间伐5年之后油松的胸径和冠幅都有增长,导致直射辐射透过系数和散射辐射透过系数减小,透光率下降,所以对于油松林,抚育间伐5年为一个最佳间伐期,比较刺槐林抚育间伐阶段的数据得出刺槐林在抚育间伐3年和7年的情况下能够达到最大的有效辐射。油松和刺槐抚育间伐第5年的叶倾角明显上升,到了第7年有所下降。
  2、冠层参数的相关性分析
  对油松、刺槐冠层参数的测定结果进行相关性分析,发现油松、刺槐的叶面积指数和平均叶倾角、直射辐射系数和散射辐射系数呈显著正相关关系, R2值证明相关性越显著,但比较这两种树种,显示刺槐的相关性更明显。分析叶面积指数和光合有效辐射的相关性得出随着叶面积指数的增大,光合有效辐射随之减少,呈现明显的负相关。
  3、抚育间伐对林分生长量的影响
  油松和刺槐的树高、胸径生长量在抚育间伐初期与对照林分相比增长趋势明显。油松和刺槐枝下高、冠幅、材积生长量抚育间伐后的与对照林分相比增长趋势不明显,效果不佳。依据每个抚育阶段增长量的平均数,判断油松、刺槐的抚育林和对照林效果差异,发现效果最好出现在抚育林第5年至第7年期间,最差的是对照林的第3年至第5年。
  4、抚育间伐对林下生物多样性的影响
  不同时间段的油松、刺槐抚育林的林分空间结构会有所变化,这也影响了林下灌木和草本的种类和数量。油松抚育林在间伐3年至5年期间,灌木种类只有荆条,多样性指数低,到第7年种类才有增加。刺槐抚育林在3年至7年期间灌木的生物多样性持续下降,草本的生物多样性持续上升。其中油松林抚育间伐7年的灌木层和草本层的多样性指数最大,刺槐林在抚育间伐3年的灌木层的多样性指数最大,在抚育间伐7年草本层的多样性指数最大。
  5、抚育间伐对土壤理化性质的影响
  油松、刺槐抚育林的总孔隙度以及田间持水量高于对照林,土壤容重低于对照林。抚育林pH值降低,有机质、全氮、全磷含量增加。
[硕士论文] 石宝冬
森林经理学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:测高器是森林调查中不可缺少的基础工具和重要工具。在现有测高器中,树高速测尺因其具有良好的测量精度和灵活的使用方法受到业内人士的认可,但目前仍然存在着尺身过长、携带不便的问题,本论文针对树高速测尺的这一问题,通过尺身套叠、折叠以及弯曲盘旋等方式进行改进性设计,进而实现了该尺易用性和便携性的有效统一,其主要研究成果如下:
  (1)套叠式树高速测尺
  整尺基本结构如下:可伸缩的上、中、下三部分尺身以及三部分尺身之间控制伸缩的按钮和可沿下尺身上下游动并能固定于下尺身上的两个移动尺脚。上尺身为实心结构,中尺身和下尺身为中空结构,上尺身可在控制按钮的控制下缩入中尺身,中尺身可在控制按钮的控制下缩入下尺身,最终可套叠为下尺身的长度。上尺身顶部有用于操作的手持孔,下尺身底部还有防止尺脚脱落的防脱凸起,其整体尺身上标有读取树高的测高刻度。
  (2)折叠式树高速测尺
  整尺基本结构如下:可旋转折叠的上、中、下三部分尺身,其中上尺身为实心结构,中尺身和下尺身皆为槽形结构,该槽形结构类似于折叠铅笔刀的刀柄设计。三段尺身之间通过转轴连接,在进行折叠存放时,上尺可围绕上转轴转动折入中尺内,中尺可围绕下转轴转动折入下尺内,最终整尺折叠为下尺的长度。在尺身交接的部分设计有校准尺身伸直的校准孔,在中尺身和下尺身下部设计有方便尺身伸直的弧形开口,整体尺身上还设计有读取树高的刻度值、固定尺脚和手持孔。
  (3)盒式树高速测尺
  整尺共有三部分组成:测尺、尺颈和尺盒。测尺采用可以弯曲缠绕的柔性材质,测尺结构的正面和反面分别标注有测高刻度和测距刻度,可实现测高和测距两种功能。尺颈内部安装有控制测尺收放的制动装置和平衡整尺重心的平衡装置。尺盒内部的主要结构是发条弹簧壳体结构,发条弹簧壳体内部储存有发条弹簧,外部用于缠绕存放测尺,在尺盒外部设计有固定尺脚结构。
  (4)链条式树高速测尺
  整尺共由四部分组成:尺盖、尺链、中心盘和尺盒。尺盖和尺盒部分主要用于储存尺链结构。尺链结构由链环、环钉和刻度坠构成,链环为圆环结构,环钉为带有尾部螺丝的圆环结构,刻度坠为三棱柱结构用于刻制刻度值和刻度线。中心盘结构用于连接尺链和尺盒装置,并且中心盘上还有通气孔结构,通气孔的设计可使尺链收入尺盒更加顺畅。
  以上四种树高速测尺的设计都是在专利号为ZL2009102564050的树高速测尺基础上完成的,但是与原尺相比,新设计在保持原尺测量性能的基础上,均可在非工作状态下有效缩短尺身长度,便于野外携带和使用,因此新设计比原尺有了更好的实用价值和推广价值。
[硕士论文] 陈倩
生态学 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:木兰围场森林资源丰富,天然次生林是该地区一种重要的森林类型,在保持水土和涵养水源等方面发挥着重要的作用。通过揭示该天然次生林林分结构特征及其林分维持机制,以期为进一步优化林分结构,改善其生态功能提供科学依据。本文选取木兰围场五道沟林场以五角枫(Acer mono)、蒙古栎(Quercus mongolica)、糠椴(Tilia mandshurica)和白桦(Betula platyphylla)为优势种群的天然次生林为研究对象,采用物种重要值、多样性指标、静态生命表、存活曲线、死亡曲线、生存函数和时间序列预测等方法对该林分物种组成、优势种群结构与动态等林分非空间结构特征进行研究;采用混交度、角尺度和大小比数对该林分的空间结构特征进行研究;采用点格局分析法对优势种群空间分布格局及其关联性特征等进行研究。主要结果如下:
  (1)该天然次生林林内乔木层有9个种群,其中,蒙古栎、五角枫、糠椴和白桦种群为群落的优势种群;林内灌木层植物有8科11属13种,物种数较少,以落叶灌木为主;草本植物属23科44属59种,以多年生草本为主。
  (2)优势种群蒙古栎、五角枫和糠椴种群有丰富的幼苗储备,有利于种群的更新,属于进展型种群;而白桦种群各中小径级株数约占50%,属于暂时稳定型种群。其他5种种群相比各优势种群个体数极少。五角枫和糠椴种群存活曲线接近于Deevey-Ⅱ型,蒙古栎种群存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型,白桦种群存活曲线为Deevey-Ⅱ型;随着径级的增加,各优势种群的死亡率和消失率曲线呈现相似的变化趋势,五角枫、蒙古栎、糠椴种群的消失率和死亡率分别在Ⅳ、Ⅰ和Ⅰ径级下出现最大值,而白桦种群在各径级呈现稳定的变化趋势;4种生存函数曲线分析表明,五角枫、蒙古栎和糠椴种群具有前期锐减,中后期相对稳定的特点;白桦种群数量波动不明显,具有较稳定的特点。种群数量的时间序列预测表明,白桦种群小径级(Ⅰ~Ⅱ级)个体数量逐渐减少,种群未来有趋于衰退的趋势,五角枫、蒙古栎和糠椴种群趋于相对稳定状态。
  (3)该天然次生林林分各混交类型所占比例呈逐渐下降的趋势,且各混交类型所占比例相差不明显,林分整体上呈弱度混交状态;林分大小比数在不同等级的分布比较均匀,林分平均大小比数为0.51,整体上接近于中庸状态;林分平均角尺度为0.535,林分整体分布格局属聚集分布。
  (4)林分内优势种群的空间分布格局与研究尺度相关,且均达到最大聚集程度,五角枫、蒙古栎和糠椴种群在0-50m研究范围内呈聚集分布,白桦种群在0-41m范围内呈聚集分布,r>41m时呈随机分布状态。林分内4种优势种群各年龄阶段在0-30m范围内呈聚集分布,五角枫种群大树阶段在30-40m范围内达最大随机分布,而蒙古栎种群在所研究范围内没有出现最大聚集程度,白桦种群幼树阶段在40-50m范围内呈现随机分布状态。
  (5)优势种群关联性表明:幼龄层的五角枫和糠椴种群和乔木层的五角枫、蒙古栎和白桦种群之间的关系多表现为显著正相关,糠椴幼龄层和白桦乔木层,在0-31m尺度范围内表现为显著性正相关,在32-36m尺度范围内相关性不显著,在37-50m尺度范围内表现为显著性负相关。五角枫、蒙古栎、槺椴、白桦4种种群种间关系多表现为显著正相关,且随尺度的增大趋于不关联,白桦和槺椴种间关系在47~50m范围内关联不显著。
[博士论文] 刘帅
林业信息工程 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:本文针对天然次生林存在的诸如林分结构不合理、稳定性较差等问题,以南洞庭湖龙虎山林场典型次生林—青椆混交林为研究对象,利用现代林业信息工程技术深入分析天然次生林林分结构特征,优化配置各类林分结构要素,提升天然次生林的多重效益。主要研究工作和研究结果如下:
  1、根据研究区调查数据建立样地林木Voronoi图及其对偶结构Delaunay三角网,提出样地边界校正方法“Voronoi图结点距离判定”。
  研究表明:
  ①林木Voronoi图明确了林木空问邻接关系,有利于提取并统计林木空间信息及数字特征。
  ②Voronoi图结点距离判定更具灵活性,可视为缓冲距离随边界林木实际分布自适应变化的校正方法;该方法具备更强的校正能力,能最大限度地排除样地外林木的边缘干扰,有效提升空间结构指数的计算精度。
  2、在融合点格局分析多尺度动态特征的基础上,提出了林分空间格局分析方法“Voronoi图格局分析”,并采用多种方法从空间结构和非空间结构两个方面对次生林林分结构进行分析。
  非空间结构分析表明:研究区林分以青椆为优势树种,樟树、青冈栎、马尾松、白栎、枫香等次之;林分直径分布基本呈反J型曲线,具有较为明显的异龄林特征。
  空间结构分析表明:
  ①林木空间格局方面,随空间尺度增大,林分整体空间格局有从聚集分布向随机分布过渡的趋势,林分各主要树种的空间格局则从聚集分布向随机分布甚至均匀分布转变;相比角尺度和O-ring统计方法,Voronoi图格局分析既融合了点格局分析的多尺度动态特征,又突出了对森林经营的指导作用,因而更具优越性。
  ②林木种内种间关系方面,青椆种群的聚集分布特征导致种内竞争非常激烈;由于数量多分布广,与其他树种相遇几率高,故种间竞争亦很激烈。
  ③林木空间隔离方面,样地P1~P5呈弱度混交,P6~P7呈中度混交,表明研究区林分的树种空间隔离程度较差,需补植一些乡土树种。
  ④林分垂直结构方面,样地平均林层指数取值普遍较低,表明林分垂直分层情况不理想,林层较为简单,在垂直方向上对空间的利用程度不高。
  3、提出基于次生林林分空间隔离、竞争、空间格局的均质性目标,建立次生林林分结构状态评价体系及标准。
  研究表明,样地P6处于高地,受人为及自然干扰少,其空间均质性评价等级为4级;而其它样地受人为及自然干扰大,均为2~3级,反映出人为及自然干扰对该地林分的深刻影响。
  4、针对林分结构中存在的不合理性,以林分空间结构为优化目标,构建了基于群智能PSO算法的次生林林分结构的多目标优化经营模型,并将模型应用于经营实践。
  研究表明,在树种数、径阶分布保持不变的基础上,按照该模型确定的采伐方案能使林分结构达到整体最优,各样地林分结构稳定性、物种多样性和结构复杂性均得以增强,林分各项结构指标均得到不同程度的改善和提升。通过集成GIS空间分析方法、人工智能算法和计算机建模与仿真技术,开发了次生林结构分析、优化和调整的智能决策与经营系统。
  5、本文主要创新点如下:
  ①提出样地边界校正的新方法—“Voronoi图结点距离判定”,为准确分析和评价林分空间结构状态提供了理论依据;
  ②提出林木空间格局分析的新方法—Voronoi图格局分析,拓展了林分空间格局的分析方法;
  ③构建了基于群智能PSO算法的次生林林分结构的多目标优化经营模型,开发了次生林结构优化和调控的智能决策系统,提升了森林经营决策的数字化、信息化及智能化水平。
[硕士论文] 刘治国
生态学 山西大学 2017(学位年度)
摘要:气候变化一直是人类关注的热点问题之一,通过利用森林生态系统中植被对CO2的吸收累积以调节全球碳平衡,减缓大气中 CO2等温室气体的上升,因此科学估算区域森林生态系统的生物量和碳储量,对其现状与动态变化进行定量描述与分析,揭示内在规律,可以为区域生态建设与典型植被类型保护提供决策支持。本文基于山西省第八次与第九次森林资源清查数据,对全省森林资源中乔木林的面积、蓄积量的变化进行了分析;进而采用生物量经验(回归)模型估计法,结合不同树种的含碳率,统计分析了山西省森林生态系统优势树种生物量、碳储量、碳密度在不同因子下的的分布特征;结合遥感影像数据,采用逐步回归、偏最小二乘法和神经网络法构建了油松林碳储量估测模型,探讨基于遥感影像和地面易测因子的快速碳储量估测方法。研究结果表明:
  (1)2015年山西省林地资源中乔木林资源面积净增加28.43±104hm2,蓄积量增加3184.25±104m3;乔木林地中防护林蓄积量最大,占比达73.20%;面积增加原因为自然变化与人工造林,分别贡献了17.83%和10.23%,减少原因主要体现在采伐与灾害;各优势树种油松在面积与蓄积量上分别增加了0.75±104hm2和346.67±104m3;其余三类均表现为面积减少而蓄积量增加;不同林龄下,除近熟林蓄积量成下降趋势,其余龄组蓄积量均增加;乔木林中天然林消耗下降,人工消耗量体现在中幼林的采伐消耗增加,同时枯损消耗的增加,也使得整体消耗量增加。
  (2)采用生物量经验回归模型结合各优势树种含碳率获得碳储量,四类树种表现为栎类碳储量最大,人工林增幅48.08%,其次为油松、山杨和落叶松,其中油松了天然林贡献占比最大,但人工林增幅达54.59%,人工种植油松林碳储量积累效果开始凸显;四类树种中幼龄林碳储量均有不同程度减少,体现在采伐消耗量的增大,在中龄林与成熟林体现为各类树种碳储量值最大;不同郁闭度等级下,以中郁闭度的碳储量最高,高郁闭度间伐、低郁闭度补植保持郁闭度在0.4~0.6之间将使碳储量增长量最大;随着海拔与坡度的增加,四类树种大体表现为先增加后降低的趋势,坡度在6~45,海拔油松与栎类在1400米~1600米、落叶松在2000~2200米、山杨在1000米以下,各类树种碳储量最大。
  (3)基于遥感影像和地面易测因子,采用逐步回归、偏最小二乘法和神经网络法构建油松林碳储量估测模型并进行拟合精度比较。结果表明利用BP神经网络对油松林进行碳储量估算,最终模型的检验精度为82.13%,利用多元逐步回归和偏最小二乘回归分别对油松林进行碳储量估算获得模型的检验精度分别为76.73%和77.09%。利用神经网络模型对油松林碳储量遥感估测精度更高,所获得的理论结果与通过生物量经验模型估测结果相近,表明该方法能够反映一定树种碳储量。
  本研究初步掌握了山西省林地资源中乔木林近十年的动态生长变化,以及在不同地形、地面、环境因子指标下的优势树种碳储量动态变化及产生的内在原因,构建了基于遥感影像和地面易测因子的碳储量快速估测方法,为森林碳储量研究提供一定的参考价值,为山西省营林、造林等工程提供指导建议。
[硕士论文] 韦胜灵
林业 广西大学 2017(学位年度)
摘要:广西大瑶山国家自然保护区是1982年建立的以水源林保护为目的的保护区,其中森林生态系统和珍稀物种为主要保护对象,是我国重要的生物基因库。经过30多年的发展,保护区各项工作取得一定成效,但保护区管理仍有待完善。
  论文以大瑶山国家级自然保护区管理为对象,采用实地调查、文献查阅和调查问卷方法,通过对保护区的管理基础、机制、决策、实施过程及管理监督5个环节17个评价因素35个评价指标进行问卷评分调查,在问卷调查中保护区综合得分为75.14,综合评定等级为良好;论文以大瑶山国家级自然保护区的地理环境、资源分布和保护现状为基础,分析保护区现有的管理成效及其运行特点;在问卷调查的基础上,运用层次分析方法系统诊断影响保护区管理的主要影响因子,取得影响保护区有效管理的准则层5个因子权重排序如下:管理基础(0.3549)>管理实施(0.2854)>管理监督(0.1520)>管理机制(0.1234)>管理决策(0.0842)。通过对管理指标层相关因子综合分析,得出影响大瑶山保护区有效管理的突出问题主要有:管理机构不够完善,保护管理经费投入不足,社区参与管理不充分以及开发利用与保护存在较大矛盾等。
  在此基础上,针对保护区管理存在的主要问题对保护区建设、管理及发展提出相应对策。对大瑶山国家级自然保护区管理及发展方向提出系统性的管理策略,分别为:完善保护区功能定位及规划;解决经济发展与资源保护冲突;加强科学研究,有效推进保护区建设;完善管理机构及制度,优化管理职能;适度开展保护区生态旅游;协同保护区周边共同管理,探索联合保护之路;拓宽经费投入及管理等。
  论文为自然保护区的发展提供新的思路,为提高自然保护区系统管理水平提供可参考的范例依据。
[硕士论文] 高腾
林业 广西大学 2017(学位年度)
摘要:本研究对广西国有派阳山林场选出的21个八角类型进行挂牌调查并取样,调查植株结果枝长度粗度、花苞大小、开花量、春果秋果数量、春果秋果大小、不同时期落花落果率,采集叶片样品分析不同时期N、P、K、Na、Mg、Zn、B元素含量,深入分析八角开花过程中叶片和花器官及幼果的营养变化动态和规律,综合分析寻找营养变化规律,为八角栽培生产中花期管理的人工干预营养调控与保花保果提供科学依据。研究结果如下:
  1.八角叶片中大量元素氮元素的含量最高,钾含量次之,镁含量低于氮和钾,磷和钠含量最低且二者之间相差不大,微量元素中锌含量最高,硼元素次之,顺序为N>K>Mg>P>Na>Zn>B。
  2.八角在开花过程中叶片中氮元素出现明显升高趋势,磷元素略有升高,钾、钠、镁、锌元素出现下降,硼元素基本不变,说明八角开花过程对钾、钠、镁、锌的需求量大,谢花期到谢花后一个月钾、钠含量基本不变,氮、磷、镁、锌出现下降,说明果实膨大时对氮、磷、镁、锌需求量大。到谢花后三个月和四月各元素基本回升并趋于平衡。
  3.对现蕾期营养元素与结果枝枝长枝粗之间进行相关性分析发现:氮、磷元素与结果枝长度显著相关,钠元素与结果枝枝长之间极显著负相关,其他元素与之没有相关性。
  4.开花量表现为当年春梢>一年生枝条>二年生枝条>三年生枝条>多年生枝条,且当年春梢为主要开花枝条,占总花量的80%以上。
  5.春果秋果在数量上春果总量>秋果总量,偶有单株植株秋果数量>春果数量,通过对比春果秋果总量与开花量,发现春果秋果果量与开花量之间关系不大。
  6.春果果实的果宽和果重具有显著的相关性,果实厚与果实重呈现极显著相关。
  7.落花率从现蕾期到谢花期花量普遍掉落50%,最高落花率达68%以上,落果率从谢花后一个月到谢花后四月普遍落果50%,最高落果率高达90%以上。
[硕士论文] 白春鹤
林业 广西大学 2017(学位年度)
摘要:发展林下经济是构建多功能森林经营模式的重要方面,兼顾经济效益和森林保护,实现生态可持续。近年来,林下经济经营模式在广西也得到了飞速的发展,广大林业工作者也不断的探索林下经济的高效经济模式的搭配,但在产品的供求关系的分析方式上未见报道。本文通过以广西林下经济产业为研究对象,进行产业的供求研究,并对广西林下经济展开SWOT分析,总结出广西林下经济战略发展方案,为广西林下经济可持续发展提供理论科学依据。结果如下:
  (1)在对2005年-2014年广西林下经济产业分析中。广西林下经济供给总量不断增加,但市场需求量也持续增长,广西地区林下经济供需缺口逐渐变大。随着广西地区林下经济供需于2012年处于平衡状态,但供需平衡未能长时间保持,2011-2014年林下经济供需差异值不断存在。
  (2)在广西林下经济发展内外部环境因素的重要性与现状评价过程中,总结了广西林下经济战略选择的顺序依次为WO战略,SO战略,WT战略和ST战略。并分析得出广西地区林下经济产业发展应主要采取WO战略模式进行发展,从而达到体系的完善和可持续发展,且确定广西地区林下经济发展的具体战略。
  同时,本文对广西林下经济WO调整型战略选择展开了可持续研究,对林下经济试验潜力,体系建设,文化氛围,发展方向展开了论述,并制定出生态林下经济产业建设战略,建设知名品牌提升林下经济产品附加值战略,同时需要积极开发多元化的林下经济产品,加快林下经济经营方式的转变,充分挖掘国际市场潜力,为广西林下经济研究提出了科学有效的建议与对策。
[硕士论文] 闫飞凡
地图学与地理信息系统 哈尔滨师范大学 2017(学位年度)
摘要:本文以地面摄影测量理论为基础,侧重说明了摄影测量在林业调查以及木材检尺中的应用,并研建了地面摄影测量数据处理平台和移动端平台。基于单张像片像点与物点的关系建立了最简共线方程式,并设计了平地测量与激光扫平测量的模式。针对像对的解算也建立了相应的模型,使用C#语言在Microsoft Visual Studio2013开发平台上编写了地面摄影测量数据处理平台,平台包括单像解算、像对解算、坐标换算、相机标定和木材检尺模块,其中木材检尺模块使用EmguCV计算机视觉库进行辅助实现,界面设计也引用了DevExpress的控件集,风格采用Ribbon进行设计。在移动端使用Android Studio为开发平台,编写了移动端的软件,实现了外业实时测量的功能。
  本文研究设计了地面摄影测量数据处理平台,主要内容如下:
  1)根据我国森林资源调查与摄影测量国内外研究现状,寻求解决现有森林资源调查的问题的方案,并设计实验进行验证。在实验的基础上进行软件需求分析,设计并编写相应的软件系统。
  2)提出使用激光器进行摄影测量实验,在单像解析和样地观测上都取得不错的效果,给林业调查乃至摄影测量都提供新的发展方向。使用CCD组合全站仪进行摄影,记录摄影瞬间外方位元素,应用立体像对前方交会的算法解求三维点坐标,恢复摄影物体的三维信息。
  3)设计了地面连续摄影进行样地观测方案,硬件使用手机、测距仪、激光器、RTK等设备,应用摄影测量平差算法,计算得到相对外方位元素,并根据控制点数据得到绝对外方位元素。
  4)使用计算机视觉算法与摄影测量方法相结合进行木材检尺工作,算法经过灰度化、三值化、图像腐蚀、连通域分析、标记分水岭等算法将木材端面分割开来,进而根据材积计算模型得到木材材积。
  经过实验验证,使用地面摄影测量方法进行林业调查是切实可行的,单像解析平地测量胸径平均相对误差为2.92%,树高测量平均相对误差为4.66%;激光扫平模式的胸径平均相对误差为3.15%;像对解算中基线长60cm时胸径平均误差为2.85%,基线长100cm时平均误差为2.46%;任意摄影方式胸径平均误差为1.27%;木材检尺的结果与人工结果相比精度达到98.2%。使用地面摄影测量方法与仪器可以有效的解决现有阶段森林调查设备陈旧的问题,能有效提高作业效率,配合地面摄影测量软件平台实现了内外业一体化的形式。
[硕士论文] 唐玉娟
作物栽培学与耕作学 广西大学 2017(学位年度)
摘要:山豆根为广西道地药材,是豆科槐属植物越南槐(Sophora tonkinensis Gagnep.)的干燥根及根茎,其主要活性成分是生物碱、皂苷、黄酮类化合物及多糖等,有较高的药理作用,具有很好的生产使用价值。目前,由于植物内生菌与宿主植物在长期共同进化过程中形成互利共生关系,对增强宿主植物的抗病能力,促进宿主植物生长和提高药材质量有很好的效果。因此,本研究在前期研究的基础上,以已有的山豆根内生细菌为材料,通过对菌株的促生能力以及对种子和幼苗生长效应的研究,探讨内生细菌对山豆根的促生活性,主要结果如下:
  (1)山豆根内生细菌有较强的促生潜力。通过定性和定量法测定,筛选出具有产IAA能力的活性菌14株,其中JXRP-21菌株合成IAA的量最高,为29.59mg/L,JXRP-22菌株合成IAA的能力相对较低,只有1.5mg/L;筛选具有溶无机磷能力的活性菌17株,溶有机磷能力的活性菌23株,其中溶磷能力最大的菌株是JXRP-29,溶磷量为6.5mg/L,菌株JXRP-19的溶磷量最低,为0.148mg/L;筛选具有产铁载体能力的活性菌7株,产铁载体活性为0.04%-2.35%,其中JXRP-22株菌的螯合铁载体活性大于2%,2株菌为大于1%,其余3株菌活性均小于1%。
  (2)山豆根内生细菌能促进山豆根种子发芽。通过菌液浸种试验发现部分菌株具有明显的促进种子萌发的作用,其中接种TRP-70和TRX-9-1-2对山豆根种子发芽率和发芽势有明显的促进作用,分别比对照提高了10.0%和23.3%;接种JXRP-19的处理对种子的胚根生长促进作用明显,胚根长度比对照增长21%;但是各参试菌株对芽长的生长影响不明显,没有明显的促进作用。
  (3)内生菌与山豆根组培苗共生试验发现,内生细菌具有明显的促组培苗生根的效应。结果表明有22株细菌均对山豆根组培苗生根具有促生活性,其中14个处理的平均根鲜重高于对照组,最高的为JXRP-10处理,平均根鲜重比对照高15.4倍;13个处理的平均根长比对照组长,其根长最长的处理为TRP-60-2,是对照组的1.4倍;5个处理的平均根数多余对照组,其生根数最多的处理为JXRP-33-3,是对照组的1.1倍;26个处理中有25个处理的平均根直径明显高于对照组,其根直径差异水平达到显著,只有TRP-60-2处理的平均根直径低于对照组,其中TRP-83处理组的根直径最大,是对照组的1.26倍,25个处理组的根直径比对照组增加了0.02-0.123倍;其中JXRP-29、TRX-68-1、JXRP-33-3这3个处理在根的鲜重、根长、生根数、根直径四个方面均有明显的促进作用,它们在组培苗的促生根效应研究中表现突出。
  (4)山豆根内生细菌对宿主植物幼苗生长具有明显的促生效应。通过菌液浸种处理筛选出10株促生活性菌株。其中5个处理的幼苗株高显著高于对照组,株高增加最为明显的处理为TRP-14,是对照组的1.2倍;TRP-14处理组的根鲜重比对照组增加,是对照组的1.3倍,其余各处理间根重差异不明显;有8个处理的茎粗与对照组相比明显增加,TXRP-19处理组最好,其茎粗为对照组的1.1倍;JXRP-10处理在盆栽幼苗的平均株高、根鲜重、茎粗、地上部分重4个方面都有显著促进作用,而JXRP-21、TRX-28-1、TRX-64、TRX-9-1-2处理的根直径均高于对照,对幼苗根粗有明显促进作用。
  通过上清液处理筛选出22株对山豆根盆栽幼苗在不同方面有不同程度的促进作用的活性菌,其中17个处理的株高显著高于对照组,株高增加最为明显的处理为TRX-3,是对照组的1.6倍;有6个处理的根鲜重与对照组相比明显增加,增加最为明显的处理为JXRP-10,是对照组的1.8倍。TXRP-10、JXRP-22处理组的地上部分鲜重明显高于对照组,JXRP-10处理地上部分鲜重最大,是对照组的1.3倍;6个处理组的平均茎粗明显增加,其中JXRP-11茎粗增加最为明显,是对照组的1.5倍;株高增加最明显的为处理TRX-3,是对照组的1.6倍;其中JXRP-6处理组对幼苗的株高、根鲜重、根粗均有明显促进作用;菌株JXRP-19、JXRP-21、JXRP-26、JXRP-36、TRP-70、TRX-3、TRX-8-1处理的平均根长、根直径和根表面积的大小均高于对照,对幼苗根系生长促进作用明显。
[硕士论文] 康立
森林经理学 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:立地指数模型是评价森林立地质量的核心和关键。鉴于现有的立地质量评价研究,没有全面的考虑立地类型和林分类型对立地质量的影响,从而导致同一立地类型、同一树种在相同的条件下得到不同的生长过程,使得建立的立地质量评价模型难以推广、限制了其适用性,且现有的立地质量评价研究对天然混交林研究较少。通过研究,以期使建立的立地指数模型容易推广、适用性强,解决区域性兼容问题,并尝试探索解决天然林立地质量评价问题。
  本文以湖南省杉木人工林和亚热带栎类天然混交林为研究对象,利用调查数据,从基于树高-年龄分级的多形立地指数模型和基于立地类型聚类的多形立地指数模型两方面入手,深入研究了含固定效应的多形立地指数模型在湖南省杉木人工林和亚热带栎类天然混交林上的构建与应用。主要研究内容和结论如下:
  (1)通过树高-年龄分级构建固定效应的方法,建立了基于树高-年龄分级的杉木人工林多形立地指数模型。指出龄阶间距为5年,树高分9级,其所得的分级结果最佳,与基础模型相比,将模型的确定系数从0.79964增至0.95303,大大提高了模型的精度。同时也验证了树高-年龄分级的方法应用于人工林立地质量评价种是正确、可行的。
  (2)通过立地类型聚类构建固定效应的方法,建立了基于立地类型聚类的杉木人工林多形立地指数模型。将606个样本中立地因子相同的进行组合,划分为240个初始立地类型,并将初始立地类型作为固定效应加在参数a上进行含固定效应的非线性回归模型模拟,得到240个初始立地类型所对应的系数值;用R软件中k-means聚类,将240个不同的立地类型聚为12类,合并后的因子水平信息包含合并前的因子水平信息的99%。将各样本的立地类型转换为对应的类,并将12个类作为固定效应加在基础模型上进行非线性拟合回归分析,模型的确定系数R2=0.98811,进一步提高了模型的精度,证实了立地类型聚类构建固定效应的思维和方法应用于人工林立地质量评价中是具有可行性的。
  (3)将两种立地质量评价方法应用于栎类天然混交林中进行探索研究,建立了两种不同的栎类天然混交林多形立地指数模型:
  1)采用树高-年龄分级构造固定效应建立多形立地指数模型的方法,建立了栎类天然林多形立地指数曲线模型,确定系数R2=0.9807,模型精度较高,且建模过程无需添加立地因子,操作简单。
  2)采用立地类型聚类构造固定效应建立多形立地指数模型的方法,建立了栎类天然林多形立地指数曲线模型,确定系数R2=0.87584,模型精度较高,且能够保证同一立地类型、同一树种在相同的条件下得到几乎相同的生长过程。
  3)相对于同形立地指数模型无法拟合栎类天然林生长过程的情况,两种方法均能适用于栎类天然林立地质量评价,且建立的模型精度高、适用性强,可解决天然林立地质量评价问题,为天然林立地质量评价提供了一种新思路和参考方法。
  (4)研究提出的两种多形立地指数模型构建方法,既适用于人工林又适用于天然林立地质量评价。建立的模型适用性强,可解决区域性兼容问题和天然林立地质量评价问题。含固定效应的多形立地指数模型为我国森林立地质量评价提供了一种新思路和方法,不仅适用于杉木人工林和栎类天然混交林,也可借鉴于其它林分类型的立地质量评价中。
[硕士论文] 李国春
植物学 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:近年来太白山自然保护区秦岭箭竹(Fargesia qinlingensis)大面积开花枯死,不仅造成大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)栖息地破碎化而且降低了其食物质量。本研究采用样线、样方和典型样地法相结合,在秦岭箭竹开花情况下对太白山保护区大熊猫栖息地植物群落进行调查,包括植物群落特征、秦岭箭竹林特征、主要树种与林下开花秦岭箭竹的空间分布格局,同时利用红外相机陷阱技术监测大熊猫在开花竹林下的活动,主要结果如下:
  (1)太白山自然保护区大熊猫栖息地内共有植物36种,隶属31属18科,其中乔木层3科5属6种,优势种为红桦(Betula albo-sinensis)和巴山冷杉(Abies fargesii,灌木层7科12属14种,秦岭箭竹数量最多,草本层10科14属16种;受灌木层优势种秦岭箭竹的影响,群落中乔木层和草本层的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均低于灌木层;优势种红桦和白桦(Betula platyphylla)种群结构为增长型,巴山冷杉种群呈衰退趋势,且六种主要乔木种群中皆是中龄以上个体居多,乔木幼苗较少。
  (2)大熊猫栖息地内,秦岭箭竹高度2.46±0.66m,平均基径7.41±1.91mm,开花竹与未开花的基径无显著差异,竹林密度为54/m2,盖度约为30.30%;竹子各龄级比例中一年生竹占7.64%,二年生竹占5.56%,多年生竹和开花竹分别占54.32%和32.57%;开花竹与未开花竹各部位的营养成分含量除粗纤维外大都表现为叶>枝>茎,二者粗蛋白含量均为:叶>枝>茎,开花竹中粗蛋白含量显著低于未开花竹,而粗纤维含量呈相反趋势,二者粗脂肪含量无显著差异,开花竹叶中可溶性糖含量显著低于未开花竹,而在茎中相反。
  (3)在太白山巴山冷杉林样地中,巴山冷杉、白桦和红桦三个主要树种在小尺度上呈聚集分布,随尺度增加各种群主要表现出随机分布特征;三个树种的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度增加,空间关联性逐渐不显著;巴山冷杉和白桦,与开花箭竹在大、中尺度呈显著正相关,而红桦与开花箭竹在大、中尺度上表现出显著负相关。
  (4)在太白山保护区大熊猫栖息地开花秦岭箭竹林中发现大熊猫啃食后的竹子残桩和弃梢及带有花序的粪团,2013-2015年随开花竹比例的扩大(26.7%,33.9%,52.3%),大熊猫粪团中的花序个数增多(17.67,49.82,65.67),但大熊猫在开花竹林中的活动次数减少(20、18、11);2015年大熊猫活动海拔的低限较前两年明显上移,其活动范围由2350-2450m变为2460-2630m。
  太白山自然保护区大熊猫栖息地内秦岭箭竹为灌木层优势种,其密度中等、盖度偏低、种群为衰退型;林中上层乔木的空间分布格局会影响林下开花秦岭箭竹的空间分布,面对竹子大面积开花,大熊猫的取食策略和移动格局会发生改变。
[硕士论文] 张小鹏
林业 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:华山松(Pinus armandii)是松科(Pinaceae)松属(Pinus)常绿乔木树种,原产于中国,因其木质优良、育苗简易等原因被广泛用于西部地区造林和森林植被恢复。本研究选择甘肃小陇山林区的华山松人工林为研究对象,结合坡向因子设置典型样地,通过调查弱度(20%)、中度(30%)和强度(40%)间伐处理下华山松人工林生长及其天然更新状况,旨在探讨三个科学问题:1)抚育间伐对华山松林分生长和林下幼苗发育的影响;2)抚育间伐对华山松人工林天然更新特性的影响;3)抚育间伐对华山松人工林下植物多样性特性的影响。通过对上述问题进行分析和研究,以期为制定该区域科学合理的华山松人工林抚育措施提供理论和实践依据。主要获得以下结论:
  (1)抚育间伐可以促进华山松人工林保留木生长及林下幼苗生长发育,以强度间伐(40%)效果明显。研究表明,保留木平均胸径、冠幅和单株材积指标均随着间伐强度的增大而增加,但树高指标变化相对较为平缓;间伐后林分总体蓄积量显著降低,保留木单株材积增加未能抵消林分株数减少带来的蓄积损失;抚育间伐可以显著提高林下幼苗更新数量,通过对比生长形态指标发现,1~3 a幼苗生存竞争力较弱,该阶段是华山松幼苗生长的关键期。
  (2)华山松人工林天然更新状况与林下生境因子密切相关。抚育间伐后,林下呈现明显的生境异质特性,调查所选取的7项生境因子基本可以解释幼苗(Seedling,H≤1m)和幼树(Sapling,1m<H且DBH<4 cm)的更新现象(R2>0.95)。土壤含水率和凋落物厚度是制约华山松幼苗更新的关键性因子,较高的土壤含水率或较厚的地表凋落物均不利于幼苗定居和生长发育;光照强度是影响华山松幼苗向幼树生长过渡的关键性因子,幼树在发育过程中对光照依赖性更强,林下光照若不能进一步满足幼树生长,天然更新会因此受阻。
  (3)强度间伐能够维持小陇山林区华山松人工林下较高的植物多样性,且以阴坡林下物种丰富度最大。调查表明,间伐后样地内共出现植物种类为23科40属49种;间伐强度和坡向因子均对林下物种丰富度有显著影响,强度间伐(40%)和阴坡环境更利于多种植物生长;植物多样性指数和均匀度指数会随着间伐强度增大而增加,但坡向因子对此贡献不明显;不同强度间伐样地之间有较多的共有种,但与未间伐样地间相似性系数较低。
[硕士论文] 陈靖
森林经理学 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:复杂生态网络是从系统角度,结合复杂网络技术,进行生态学现象研究的有效方法。项目组在之前的研究中,构建了无权森林景观斑块耦合网络,对森林景观斑块是否连接做了定性描述,但在实际的森林景观生态系统中,不同森林景观斑块间不停的进行物质、能量和信息的流动,斑块间存在着或强或弱的耦合作用,且斑块间的耦合作用强度对森林景观生态系统的性质有重要影响。本文强调森林景观斑块间的耦合作用,构建加权森林景观斑块耦合网络,更真实客观的抽象了复杂的森林景观生态系统。
  本文以西洞庭湖区为研究对象,对该区域的森林景观类型进行分类,基于物种多样性和土壤肥力对斑块间的耦合作用进行研究,以景观斑块为节点,斑块间的耦合作用为边权,构建加权森林景观斑块耦合网络,并对加权森林景观斑块耦合网络和无权网络的拓扑结构进行简要的分析和对比。主要研究内容和研究结论如下:
  (1)基于物种多样性的斑块间耦合作用研究。本文对不同森林景观斑块内物种多样性水平进行分析,采用熵权法和综合评价法计算物种多样性综合指数,全面量化了不同森林景观林下物种多样性水平,并对不同森林景观斑块间的耦合作用进行分析,结果表明:阔叶林与竹林间耦合作用最强,阔叶林与松木幼龄林间耦合作用最弱;从森林景观类型分析,阔叶林与其它森林景观斑块间的耦合作用具有阔竹>阔灌>阔松>阔杉的规律;从不同龄组进行分析,在杉木和松木林中,森林景观斑块间耦合作用强度具有幼龄林与成熟林斑块间的耦合作用大于幼龄林与中龄林斑块间的耦合作用的规律,中龄林与成熟林间的耦合作用较小。
  (2)基于土壤肥力质量的斑块间耦合作用研究。本文对土壤的理化性质进行分析,采用主成分分析法计算不同森林景观内的土壤肥力质量指数,并对其耦合作用进行分析,结果表明:阔叶林与竹林间的耦合作用最强,杉木幼龄林与杉木中龄林间的耦合作用最弱;杉木与松木间的耦合作用在0-0.2之间,阔叶与其它森林景观斑块间的耦合作用在0.2-0.4范围内,竹林与其它森林景观斑块类型间的耦合作用在0.4-1.0范围内,林分类型是基于土壤肥力的森林景观斑块间的耦合作用大小的主要影响因子。
  (3)提出了以斑块间耦合作用为边权,构建加权森林景观斑块耦合网络的一种方法。本文选取15个森林景观斑块耦合体,以斑块为节点,分别以基于物种多样性和土壤肥力的斑块间耦合作用为边权,构建出30个加权森林景观斑块耦合网络。
  (4)对本文所构建的加权森林景观斑块耦合网络和无权森林景观斑块耦合网络的拓扑结构进行研究并对比分析,结果表明:加权和无权的森林景观斑块耦合网络的节点度分布符合幂律分布,具有无标度特性。基于物种多样性和土壤肥力质量构成的加权森林景观斑块耦合网络均具有小世界特性,且小世界特性与网络规模成正比;无权的森林景观斑块耦合网络的小世界特性不具有普适性;加权森林景观斑块耦合网络比无权森林景观斑块耦合网络小世界特性更显著,所以加权森林景观斑块耦合网络能更好的体现森林景观生态系统内物种、能量和信息的传播能力。
[硕士论文] 陈磊
森林保护学 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:复杂网络属于新型的综合性很强的一门学科,越来越多的学者关注到利用复杂科学的原理和方法来研究有关进化和生态学的问题。到目前为止,有关于网络的研究中大都是针对于无权网络,但在大多数的实际网络当中,网络的节点间是通过权值不同的边来连接的,也可以认为是节点之间具有不同的耦合作用强度。因此,利用网络节点具有不同的边权的加权网络模型来对现实网络进行描述更为合适。
  本文以西洞庭湖区为研究对象,对该区域的景观类型进行分类,并将景观斑块抽象为节点,斑块间的边缘效应作为节点间的边权,构建了加权森林景观斑块耦合网络,分析了加权森林景观斑块耦合网络节点的异质性、连通性及其景观特性,并提出提高节点间连通性的改造措施,即提高斑块间信息传播效率的措施。主要研究内容和研究结论如下:
  (1)加权森林景观斑块耦合网络的构建。本文根据研究区域内森林景观分布格局及结合项目组已有的研究方法、成果,将森林景观类型划分为11类,分别为:松木类景观(分幼、中、成)、杉木类景观(分幼、中、成)、阔叶类景观(分幼、中、成)、竹类景观、灌木类景观;构建并筛选出符合本研究的加权森林景观斑块耦合网络10个,从边缘效应结果以及网络模型可知,森林景观斑块之间的边缘效应以正效应居多,说明相邻的两个不同类型的景观斑块大多有助于相邻斑块间边缘地带乔木林的生长以及灌木、草本物种多样性的提高。
  (2)节点的异质性分析。通过Cubic模型和Logistic模型来描述并模拟网络节点度、斑块形状指数与点强度分布的关系,当节点度和形状指数在一定范围内变化时,节点的点强度分布集中在某一区域内变化,当节点度、形状指数达到某一域值后,点强度分布呈现较强的离散性,极个别节点具有较大的点强度分布,成为整个网络的核心,即整个耦合体的核心。
  (3)节点异质性的景观特性分析。通过对10个网络节点的点强度以及异质性大小量化的分布情况统计分析可知,节点的异质性大小与斑块的形状指数及节点度相关,面积越大、形状越不规则的斑块或者节点度越大的节点的点强度越大,对应的节点的异质性也越大;反之,面积越小、形状越接近于圆形的斑块或节点度越小的节点的点强度越小,异质性越小;而点强度和异质性最大的节点的优势树种基本上是阔叶幼龄林,最小的节点是龄组为中龄林的景观类型以及灌木林和竹林。
  (4)直接相连的节点间的连通性及其景观特性分析。通过对直接相连的节点间的最大和最小效率值的节点对进行统计分析,结果显示:景观类型为杉木中龄林与阔叶幼龄林的两节点相连,节点间的效率值最大,连通性也最好,该节点对所对应的景观斑块之间的边缘效应也最大,斑块之间乔、灌、草的生长的相互促进效果越好,这类景观类型对越多,对整个耦合体内的林分生长越有利;而景观类型为阔叶中龄林与阔叶成熟林、阔叶中龄林与灌木林、松木中龄林与杉木中龄林、阔叶中龄林与杉木成熟林的两节点相连时,节点间的效率值最小,连通性也最差,该节点对所对应的景观斑块之间的边缘效应也最小,斑块之间乔、灌、草生长的抑制效果也是最大的,这四类景观类型对越多,对整个耦合体内的林分生长越不利。
  (5)间接相连的节点间的连通性及其景观特性分析。本文研究间接相连的节点间的连通性时,分别以两节点中间经过1、2个节点的节点对进行研究,通过对间接相连的节点间的最大和最小效率值的节点对进行统计分析,结果表明:间接相连的节点对的效率值等于该节点对经过的节点直接相连的节点对的效率值之和,节点对中相连的节点之间景观类型为松木中龄林与杉木中龄林的越多,则节点对的效率值越低,连通性越差,相应的斑块之间的信息传播效率越低,并通过对中间斑块的优势树种重新造林来提高斑块之间的连通性,增加斑块间的信息传播效率,提高整个耦合体内林分的生长。
[硕士论文] 廖梓延
森林经理学 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:本研究选取秦岭林区具有代表性的松栎林为研究对象,从林分、径阶和单木三个水平上,分析了林分结构对林木自然枯损的影响,并根据密度效应的一般规律,选择适用方程,编制了松栎林的密度控制图。在林分水平上,通过模型筛选,模拟了松栎林各优势林分的自疏曲线,比较了各最大密度线的差异;在径阶水平上,比较松栎林主、次林层间林木枯损差异;在单木水平上,从个体大小和竞争指标上分析松栎林内各树种枯损差异。同时采用西北农林科技大学开发的可变密度全林模型QUASSI1.0,基于赫尔辛基大学开发的CROBAS碳平衡模型框架,融合二类调查数据、实验数据、文献数据以及解析木数据,进行参数校正及优化,本地化了CROBAS-PT(油松)枯损模块的参数。并根据立地条件和初始密度选取了9个代表性油松林分,以20年为预测期,比较分析了经验模型和过程模型在不同密度、不同地位级条件下对枯损预测的差异,同时采用平均误差、平均绝对误差和平均相对误差分析了过程模型CROBAS-PT与经验模型QUASSI1.0预测值的偏差。研究主要结果如下:
  (1)松栎林树种组成的不同对林分自然稀疏现象具有明显的影响,华山松和锐齿栎林分枯损率开始较高,随后逐渐趋于稳定;油松枯损率整体较低且趋势平缓。多次剔除不足立木度方法能准确估计秦岭林区不同林分自然稀疏率,估计值能较好的满足-3/2自然稀疏法则。松栎林内,上层木的存活概率明显高于下层木;松栎林枯死木径阶分布成倒J型,即在生长期内,随着树木胸径增大,其枯损概率逐渐降低;单位面积内枯立木株数随着BAL值的增大,呈现先增后减的趋势,在中等竞争条件下,林木枯损概率最大;
  (2)在误差允许的情况下,编制的林分密度控制图能较好的展现林分密度与林分各因子的动态关系,为定量间伐和生长预测提供重要依据。
  (3)对于不同初始密度的油松林,CROBAS-PT和QUASSI1.0在预测期内均呈现初始密度越大,林分年枯损率越大的规律;对于不同地位级的油松林,无论过程模型CROBAS-PT还是经验模型QUASSI1.0在预测期内,林分枯损受立地条件的影响均不敏感。CROBAS-PT枯损预测的机理过程分析说明,油松树冠投影在20a至40a预测期内呈现先增加后降低的趋势。立地质量越好的林分,树冠投影越大,枯损率越大。误差检验分析显示,过程模型CROBAS-PT枯损预测结果符合统计检验要求,尽管CROBAS-PT对于枯损的预测相比经验模型QUASSI1.0存在一定程度的低估。
[硕士论文] 杜江涛
森林经理 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:本研究以毛乌素沙地陕西境内风沙草原生态区的地域性代表神木县为研究区域,通过文献分析、问卷调查和数据分析方法,对神木县农林牧复合系统配置模式进行初步探索;主要从土地利用现状、景观格局分析及农林牧业发展现状来研究农林牧配置过程中存在的主要问题,并提出合理化建议,以期为后续神木县的相关研究提供借鉴。研究结果表明:
  (1)神木县总耕地面积呈稳定上升趋势,农业产值持续增加,由2009年占该年农林牧副渔总产值的13.69%增加到2015年29.23%;林业生态建设继退耕还林还草工程之后,耕地绿化工程的实施,林地面积持续增加,以“六位一体”的人工固沙植被快速恢复技术为代表等多项旱地造林技术得以推广;农业有效灌溉和旱涝保收面积基本呈现增加并保持稳定,有利于建设有效地农田-防护林配置模式。
  (2)通过两期遥感数据计算得出景观格局指数表明,研究区斑块形状简单、破碎化程度高、景观异质性增强,景观均匀性增加,第二产业对当地的景观格局配置有重大的影响。
  (3)神木县畜牧养殖业数量呈增加趋势,逐步形成并推广以“示范户+家庭牧场+养殖小区+龙头企业”的发展模式,以推动当地畜牧业奶牛、生猪、绒羊、肉羊4大产业的发展,为当地的农民收入提供有力的保障。农民人均收支比由2009年的0.95提高到2015年的1.03,说明当前的农林牧配置模式可以给农民带来一定的经济收入,生活条件也得到显著改善。
  (4)研究区在植被恢复和生态体系建设中,已采取大多数的措施活动适应气候变化,有助于提高当地农林牧复合系统的自动调节能力和形成可持续发展的农林牧复合生态系统配置模式。
  (5)以神木为典型代表的毛乌素沙地可持续农林牧复合生态系统配置模式,重点抓好以高效合理利用水土资源生态农业模式、以饲料加工为纽带的种植型模式、以政府政策导向加大对农林牧业的保护和扶持模式、构建生态经济型林草植被恢复模式,把生态和植被恢复与农林牧经济效益紧密结合。
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