立地質(zhì)量評價是森林經(jīng)營的一項基礎工作,也是林學領域的一項重要研究內(nèi)容。目前大部分的立地質(zhì)量評價工作集中于人工純林,用立地指數(shù)來反映立地質(zhì)量,且無法回答某一立地能夠達到的最大生產(chǎn)能力(潛在生產(chǎn)力)。對于天然林,尤其是復雜林分(如天然混交林和異齡純林)的立地質(zhì)量評價研究較少。利用林分潛在生產(chǎn)力評價林地立地質(zhì)量基于一個假設:在同一立地上同一林分類型具有相同的生長過程。但對于相同生長過程的林分類型劃分目前并無統(tǒng)一的方法。為此,本研究從以下兩個科學問題入手:如何保證相同的森林類型具有相同的生長過程?其潛在生產(chǎn)力如何?開展了基于生長過程的林分類型劃分和潛在生產(chǎn)力估計研究,引入林分生長類型和生長過程組概念,以吉林省為例,提出了一套基于生長過程的林分類型劃分方法,建立了各生長類型的生長模型,實現(xiàn)了同一生長類型下不同生長過程組的潛在生產(chǎn)力估計。主要內(nèi)容和結果如下:1.本研究共整理吉林省一類清查固定樣地3 559個和二類調(diào)查局級固定樣地14 476個,共計41 067條林分水平數(shù)據(jù),開發(fā)了一套混交林林分生長類型劃分方法。該方法首先利用TWINSPAN(雙向指示種分類)法得到混交林的初始分類;然后采用混合效應模型和分組擬合模型方法,建立初始類的林分平均高和斷面積生長模型;再對初始類的平均高和斷面積生長進行模型參數(shù)聚類和生長曲線聚類,根據(jù)類內(nèi)距離和類間距離確定分類方案;最后結合林學知識和專家經(jīng)驗,形成混交林林分生長類型。2.林分生長類型劃分結果表明:(1)從林分因子的生長過程角度看,綜合高生長和斷面積生長的聚類表現(xiàn)最佳,其次是僅考慮斷面積生長的聚類,僅考慮高生長的聚類效果最不理想;(2)從聚類對象角度看,生長曲線聚類結果明顯優(yōu)于模型參數(shù)聚類;(3)從聚類模型角度看,分組擬合模型表現(xiàn)略優(yōu)于混合效應模型,但兩者所揭示的混交林林分生長類型林分特征基本一致;(4)從聚類方法角度看,平均值法表現(xiàn)最佳,其次Ward法和k均值法,基于中心點劃分法效果最差;(5)從混交林樹種組成劃分標準角度看,樹種組成達到65%的標準(大于65%為純林)其分類結果略優(yōu)于85%的標準。3.按1中的聚類方法,采用樹種組成達到65%的標準,基于吉林省28 975個混交林樣地數(shù)據(jù),將混交林(針葉混交林、針闊混交林和闊葉混交林)劃分成8個林分生長類型。其中針葉混交林2類,其林分特征為:第1類為云冷杉紅松針混林,以云杉、冷杉和紅松為主,占6成以上,伴隨闊葉樹種楓樺和椴樹;第2類為落葉松樟子松針混林,以落葉松、樟子松和黑松為主,占5-7成,混生闊葉樹種白樺和櫟類。針闊混交林3類,其林分特征為:第3類為紅松闊葉林,以紅松為主體,占3-5成,伴隨闊葉樹種椴樹、櫟類等;第4類為落葉松闊葉林,以落葉松為主體,占4-6成,混生著樟子松、白樺、櫟類等;第5類為云冷杉闊葉林,以冷杉和云杉為主體,占5-8成,伴隨著楓樺、椴樹。闊葉混交林3類,林分特征為:第6類為櫟類闊葉混交林,以櫟類和椴樹為主,占7-9成;第7類為水胡黃硬闊混交林,以胡桃楸、水曲柳、黃菠蘿、榆樹和楓樺為主,占7-9成;第8類為楊樺林,以白樺、楊樹和柳樹為主,占6-8成。4.量化了混交林8個林分生長類型的生長過程差異。以第10-150年間平均值來看,針葉混交林的2個林分生長類型的高年生長量平均差距為1.7(0-2.1)m,斷面積年生長量平均差距為1.23(0-1.36)m2a-1;針闊混交林的3個林分生長類型的高年生長量平均差距為1.1(0.1-1.6)m,斷面積年生長量平均差距為1.17(0.17-1.61)m2ha-1;闊葉混交林的3個林分生長類型的高年生長量平均差距為0.7(0.6-0.9)m,斷面積年生長量平均差距為 1.12(0.36-1.24)m2ha-1。5.采用基于林分潛在生長量的立地質(zhì)量評價方法,建立了以上8類林分生長類型的斷面積和蓄積生長模型,得到了各類型5(10)個立地等級的潛在生產(chǎn)力,發(fā)現(xiàn)基準年齡的混交林潛在生產(chǎn)力能有效評價林地立地質(zhì)量。這8個林分生長類型最高和最低立地等級的基準年齡蓄積潛在生長量分別為(單位:m3ha-1year-1):第1類,4.70和3.01;第2類,4.64 和 2.93;第 3 類,5.31 和 3.15;第 4 類,5.90 和 2.96;第 5 類,6.24 和 3.02;第6類,7.91和4.92;第7類,8.03和4.91;第8類,8.25和4.63。這進一步驗證了林分生長類型分類方法的可靠性和合理性。
【學位單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S718.5
【部分圖文】：

不同相似性評價方法(Picard, et al., 2003a)。圓圈表示 2線擬合。中間點線是所有數(shù)據(jù)的擬合曲線，上實線是黑圓殘差方差（見垂直線）；上實線和下虛線差異（陰影部分，L曲線參數(shù)的某種距離。e different ways of assessing the similarity between curves ond to (fictitious) data and lines are fitted Gompertz curves.ted Gompertz curve in solidline, and white circles corresponurve in dashed line. The dotted line is the Gompertz curve fietween the two species growth curves can be assessed as theel in dotted line (shown as vertical segments), as a functiona in solid line and the curve in dashed line (the surface of thexample, to the L1norm), or as a distance between theparame

樺（Betula platyphylla）、榆樹（Ulmus pumila）、楊樹（Populus tremula）、柳樹（Salixmatsudana）。2.2 研究區(qū)數(shù)據(jù)采集2.2.1 數(shù)據(jù)來源本研究獲取吉林省林分數(shù)據(jù)共計 41067條記錄，涉及 18035個固定樣地，其中一類清查固定樣地 3 559 個，重復觀測共 13 487條；二類調(diào)查局級固定樣地 14 476個，重復觀測共 27 580條。相應固定樣地分布見圖 2-1。

圖 2-2 林分生長類型劃分流程圖Fig.2-2 The flow diagram of partition of stand growth types模型過程包括高生長、斷面積生長和蓄積生長，根據(jù)吉林省斷面積和蓄積生長過程類似，二者統(tǒng)一分組可以滿足實生長和斷面積生長過程，將初始分類作為隨機效應，建0; 王冬至等，2016; 符利勇等，2012; Fu, et al., 2013; Fu為：( , ) ,,~ (0, ),1, , , 1, , ,ij ij ij ijij ij ij iiiH f tA B uu Ni k j n ε β = + = + Ψ = =
【參考文獻】

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本文編號：2892332