天然紅松闊葉林經(jīng)營可視化研究.pdf

1、森林不僅具有空間尺度大的特有屬性，更具有周期長(zhǎng)的顯著特點(diǎn)。傳統(tǒng)森林經(jīng)營通常以文字和簡(jiǎn)單的二維圖表作為經(jīng)營活動(dòng)的最終表現(xiàn)形式，對(duì)森林經(jīng)營的情景表達(dá)能力不強(qiáng)。傳統(tǒng)森林經(jīng)營效果的評(píng)價(jià)采用的方法是功能評(píng)價(jià)，經(jīng)營活動(dòng)的效果往往要在一段時(shí)間之后才能體現(xiàn)。因此，一旦森林經(jīng)營決策者做出一定的經(jīng)營決策并付諸實(shí)施，將對(duì)森林日后的生長(zhǎng)和經(jīng)營起著決定性的作用，其效果往往要等到數(shù)年甚至數(shù)十年后才能顯現(xiàn)，不可預(yù)見性很大。 林分可視化“用圖形圖像來表示數(shù)據(jù)”

2、，利用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和方法對(duì)大量森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以圖形圖像的方式形象具體地表達(dá)出來，可實(shí)時(shí)地表現(xiàn)林分和森林經(jīng)營活動(dòng)的情景狀態(tài)，能夠反映有關(guān)的森林空間數(shù)據(jù)的變化，直觀地揭示森林?jǐn)?shù)據(jù)之間的關(guān)系，能明顯地加強(qiáng)人們處理森林動(dòng)態(tài)變化這種長(zhǎng)時(shí)間大尺度因果關(guān)系問題的能力。 森林經(jīng)營可視化通過在林分計(jì)算機(jī)視圖上點(diǎn)擊鼠標(biāo)直接進(jìn)行森林經(jīng)營模擬活動(dòng)，根據(jù)林分的空間結(jié)構(gòu)特征適時(shí)地調(diào)整林分經(jīng)營方案，可更科學(xué)地經(jīng)營現(xiàn)實(shí)林分，大大地縮短森林經(jīng)營研究

3、周期，節(jié)約人、財(cái)、物力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營方案的預(yù)設(shè)計(jì)，減少森林經(jīng)營決策的風(fēng)險(xiǎn)，在森林的經(jīng)營決策、景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)、林業(yè)教學(xué)等方面都具有實(shí)用價(jià)值。 本論文研究根據(jù)吉林蛟河天然紅松闊葉林樣地調(diào)查(100m×100m)獲取的空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在利用森林空間結(jié)構(gòu)分析軟件 Winkelmass 分析林分空間結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，利用演替法重建天然紅松闊葉林的空間結(jié)構(gòu)；利用SVS林分可視化系統(tǒng)開展林分可視化并基于空間結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行可視化森林經(jīng)營；遵循可持續(xù)森林經(jīng)

4、營的原則，利用空間利用程度、物種多樣性、建群種競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)以及林分組成等四個(gè)方面的情景狀態(tài)指標(biāo)，對(duì)森林經(jīng)營效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下： (1)吉林蛟河天然紅松闊葉林林木分布格局為隨機(jī)分布；林分中林木的樹種混交程度達(dá)到強(qiáng)度至極強(qiáng)度，各樹種的混交強(qiáng)度總體上與其相對(duì)多度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；林分中水曲柳、核桃楸占有明顯優(yōu)勢(shì)，頂極樹種紅松、沙冷杉相對(duì)多度較低，但中大徑木比例大，與水曲柳、核桃楸同時(shí)位居林分上層； (2)重建林分結(jié)構(gòu)與樣地

5、調(diào)查數(shù)據(jù)所反映的林分結(jié)構(gòu)之間無顯著差異； (3)天然紅松闊葉林主要樹種生長(zhǎng)因子之間相關(guān)關(guān)系大多達(dá)到極顯著水平；利用SVS的Tree designer模塊設(shè)計(jì)了紅松、沙冷杉、水曲柳、核桃楸、白牛槭、色木槭、榆樹及優(yōu)勢(shì)闊葉樹種組、亞優(yōu)勢(shì)闊葉樹種組、其它闊葉樹種組、針葉樹種組等11個(gè)主要樹種(組)的樹形；分別根據(jù)有坐標(biāo)的林木個(gè)體記錄數(shù)據(jù)和按徑階統(tǒng)計(jì)的林分調(diào)查數(shù)據(jù)，利用SVS對(duì)天然紅松闊葉林進(jìn)行可視化顯示； (4)根據(jù)結(jié)構(gòu)化森

6、林經(jīng)營的原則，以調(diào)整林木分布格局的主要手段，選擇采伐木34株，在SVS的“Tree marking and treatment”窗口中可視化地進(jìn)行采伐木的標(biāo)記及各種采伐情景的模擬； (5)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，研究采取的疏伐經(jīng)營干擾強(qiáng)度為弱度，疏伐后林地仍能保持連續(xù)覆蓋，林木的水平分布格局、物種多樣性和直徑分布沒有明顯變化，疏伐提高了項(xiàng)極樹種和優(yōu)勢(shì)樹種在林分中的比例上升，將有助于緩解頂極樹種的競(jìng)爭(zhēng)壓力，恢復(fù)頂極樹種在群落中的優(yōu)勢(shì)地位，并

7、將鞏固優(yōu)勢(shì)樹種的既有優(yōu)勢(shì)。 本論文開創(chuàng)性地利用SVS林分可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)天然紅松闊葉林主要樹種(組)的樹形，并對(duì)其林分進(jìn)行可視化；根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)功能的生態(tài)學(xué)原理，遵循可持續(xù)森林經(jīng)營的原則，采用結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營方法，以培育健康穩(wěn)定的森林為目標(biāo)，以優(yōu)化林分空間結(jié)構(gòu)為手段，通過“試錯(cuò)法”對(duì)天然紅松闊葉林開展可視化經(jīng)營；采用基于森林空間結(jié)構(gòu)的情景狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行森林經(jīng)營效果的評(píng)價(jià)，從而使森林經(jīng)營活動(dòng)從全程跟蹤式控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐允虑翱刂茷?/p>