一种天然异龄林年龄测计方法技术

本发明专利技术涉及森林精准计量研究，具体涉及一种天然异龄林年龄测计方法，其方案包括以下步骤：(1)对各树种第一期胸径最小的林木设置不同初始年龄，采集该林木的多期胸径与年龄坐标信息，进一步采集各树种所有林木的多期胸径与年龄坐标信息；(2)对采集的各树种多期胸径与年龄坐标信息进行生长模拟，构建各树种的初始生长模型；(3)依据树高生长至1.3m时的准确年龄T0，筛选出各树种的最终生长模型；(4)将步骤(3)确定的模型进行自变量与因变量的转换，依据转换后的模型计算天然异龄林的径阶年龄与林分平均年龄。本发明专利技术为我国在研究异龄林年龄结构问题上取得了突破性进展，为进一步研究异龄林林分生长演替和生长模拟提供依据。

An age measurement method for natural uneven aged forest

The present invention relates to the precise measurement of forest, in particular to a method for measuring the age of natural uneven-aged forest. The scheme comprises the following steps: (1) setting different initial ages for the trees with the smallest DBH in the first stage of each tree species, collecting the multi-period DBH and age coordinate information of the tree, and further collecting the multi-period information of all trees of each tree species. DBH and age coordinate information; (2) The multi-stage DBH and age coordinate information of each tree species were simulated to construct the initial growth model of each tree species; (3) The final growth model of each tree species was screened out according to the accurate age T0 when the tree height grew to 1.3 m; (4) The model determined by step (3) was independent variable and dependent variable. Based on the transformed model, the diameter age and average stand age of natural uneven aged forest were calculated. The invention has made a breakthrough in the research of age structure of uneven-aged forest in China, and provides a basis for further research on stand growth succession and growth simulation of uneven-aged forest.

【技术实现步骤摘要】
一种天然异龄林年龄测计方法
本专利技术涉及森林精准计量研究，具体涉及一种天然异龄林年龄测计方法。
技术介绍
天然异龄林是往往由不同年龄、不同径级和不同树种的林木在同一立地上发育而成。天然异龄林是我国森林资源的主体，与同龄林相比，异龄林树种组成、直径结构、年龄结构、林层结构、林分生长演替更加复杂，开展相关研究也更加困难。异龄林年龄是反映立地质量、林分更新演替动态以及确定异龄林经营措施的出发点，因此构建有效方法来测定异龄林林分年龄是至关重要的。但不同于同龄林，异龄林林分内树木年龄分布梯度大，实测工作相当困难。目前国内外测定异龄林林分年龄的方法主要有：目测法、平均木法、算术或加权平均法以及根据模型预估，但这些方法存在主观性过强或预估精度不高的缺陷。
技术实现思路
同一树种，同一生长条件下，林木生长的年龄和胸径是关系密切，本专利技术运用直径生长模型拟合样地内各树种的胸径与年龄相关的生长模型参数，进而推算出林分平均年龄，在我国异龄林年龄研究问题上取得了突破性进展，为进一步研究异龄林林分生长演替和生长模拟提供依据。本专利技术里所述的林木胸径，是距根颈1.3米处的树干的直径，称胸高直径，简称胸径。本专利技术的技术方案是，一种天然异龄林年龄测计方法，此方法特别适合国家森林资源连续清查的林分或长期监测的林分，包括以下步骤：(1)对林分内待测树种胸径最小的第一期林木设置不同初始年龄，采集该林木的多期胸径与年龄坐标信息，并进一步采集各树种所有林木的多期胸径与年龄坐标信息；坐标中的横坐标x轴为年龄参数，纵坐标y轴为胸径参数。(2)对采集的各树种多期胸径与年龄坐标信息进行生长模拟，构建各树种的多个初始生长模型，不同初始生长模型与x轴存在不同的交点t0。(3)依据树高生长至1.3m时的准确年龄T0，可确定与x轴的交点t0等于T0的初始生长模型为最终生长模型；此时，林木胸径为0，而年龄刚好是林木生长至1.3米高时小树的年龄。(4)将步骤(3)确定的模型进行自变量与因变量的转换，依据转换后的模型计算天然异龄林的径阶年龄与林分平均年龄。优选地，步骤(1)所述的最小胸径林木为，将某树种所有林木按胸径由小到大排列，第一期胸径最小的林木确定为该树种最小胸径林木(第一株林木，因林木越小，越容易估计其年龄)，对该株林木设置不同的初始年龄。优选地，步骤(1)对最小胸径林木年龄赋值指依据林木胸径大小和树种生长特性赋予多个有可能的不同大小的年龄。优选地，步骤(1)所述的采集最小胸径林木多期胸径与年龄坐标信息的方法为：对第一期最小胸径林木(胸径为D11)设置初始年龄t1，其坐标信息为(D11,t1)；该林木第二期(胸径为D12)年龄为第一期年龄t1加调查间隔期A，其坐标信息为(D12,t1+A)；该林木第三期(胸径为D13)年龄为第一期年龄t1加2倍调查间隔期，其坐标信息为(D13,t1+2A)；林木第n期(胸径为D1n)年龄为第一期年龄t1加(n-1)倍调查间隔期,其坐标信息为(D1n,t1+(n-1)*A)。因此，最小胸径林木的多期胸径与年龄坐标信息为：(D11,t1)、(D12,t1+A)、(D13,t1+2A)…(D1n,t1+(n-1)*A)。注：胸径D1n已知，调查间隔期A已知。优选地，步骤(1)所述的采集所有林木多期胸径与年龄坐标信息的方法为：已知第二株林木直径大小为D21，假设其年龄大小为t2，依据同一立地条件下同一树种生长速率基本一致的规律，可推测第二株林木与第一株林木(胸径最小林木)的生长速率基本一致，已知第一株林木(胸径最小林木)多期胸径与年龄，第二株林木生长速率与胸径，利用正切函数公式可计算出第二株林木第一期的年龄为相应该林木第二期的年龄为(t2+A)，第三期的年龄为(t2+2A),第n期的年龄为(t2+(n-1)*A)，第二株林木的多期胸径与年龄坐标信息为：(D21,t2)、(D22,t2+A)、(D23,t2+2A)…(D2n,t2+(n-1)*A)。同样的方法，已知第m株林木的第一期胸径为Dm1，可计算出第m株林木的第一期年龄为:该林木n期胸径与年龄坐标信息：(Dm1，tm)、(Dm2，tm+A)、(Dm3，tm+2A)、(Dm4，tm+3A)…(Dmn，tm+(n-1)*A)，同样的方法，可以采集林分内其余树种的胸径与年龄坐标信息。优选地，步骤(2)对胸径与坐标信息的生长模拟，所采用的拟合方程为Richards模型，运用Richards模型可构建各树种的多个初始生长模型，不同初始生长模型与x轴存在不同的交点t。优选地，步骤(3)所述的树高生长至1.3米时的准确年龄T0是利用大于1.3米高的小树进行树干解析，获取的该树种树高生长至1.3m时的平均年龄。优选地，步骤(3)所述的最终的胸径与年龄生长曲线，指利用各树种树高生长至1.3m的准确年龄T0，当各树种的某一初始生长模型与x轴的交点t0等于T0时，可确定为该树种的最终生长模型。优选地，步骤(4)所述的模型自变量与因变量的转换，指将各树种最终生长曲线当中的自变量与因变量进行转换，转换后的模型，以胸径为自变量，年龄为因变量。优选地，步骤(4)所述的计算天然异龄林的径阶年龄与林分平均年龄，指将各树种的径阶与平均胸径代入转换后的模型当中，即可计算出各树种的径阶年龄与平均年龄，然后利用断面积加权的方法，可计算出异龄林林分的径阶年龄与林分平均年龄。本专利技术的方法应用是可行、可靠的，编程和可视化后，进行批量计算简易，直观。能够较为准确地测计天然异龄林的年龄。克服了以前对于天然林的年龄估计，凭经验，随意性大的缺陷。具体实施方式以下列举本专利技术的优选实施方式，以帮助进一步理解本专利技术，但本专利技术的保护范围并不仅限于这些实施例。操作步骤：(1)采集最小胸径林木的胸径与年龄坐标信息。对第一期最小胸径林木(胸径为D11)设置初始年龄t1，其坐标信息为(D11,t1)；该林木第二期(胸径为D12)年龄为第一期年龄t1加调查间隔期A，其坐标信息为(D12,t1+A)；该林木第三期(胸径为D13)年龄为第一期年龄t1加2倍调查间隔期，其坐标信息为(D13,t1+2A)；林木第n期(胸径为D1n)年龄为第一期年龄t1加(n-1)倍调查间隔期,其坐标信息为(D1n,t1+(n-1)*A)。因此，最小胸径林木的多期胸径与年龄坐标信息为：(D11,t1)、(D12,t1+A)、(D13,t1+2A)…(D1n,t1+(n-1)*A)。注：胸径D1n已知，调查间隔期A已知。(2)采集所有林木的胸径与年龄坐标信息。已知第二株林木直径大小为D21，假设其年龄大小为t2，依据同一立地条件下同一树种生长速率基本一致的规律，可推测第二株林木与第一株林木(胸径最小林木)的生长速率基本一致，已知第一株林木(胸径最小林木)多期胸径与年龄，第二株林木生长速率与胸径，利用正切函数公式可计算出第二株林木第一期的年龄为相应该林木第二期的年龄为(t2+A)，第三期的年龄为(t2+2A),第n期的年龄为(t2+(n-1)*A)，第二株林木的多期胸径与年龄坐标信息为：(D21,t2)、(D22,t2+A)、(D23,t2+2A)…(D2n,t2+(n-1)*A)。同样的方法，已知第m株林木的第一期胸径为Dm1，可计算出第m株林木的第一期年龄为:该林木n期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，包括以下步骤：(1)对林分内待测树种胸径最小的第一期林木设置不同初始年龄，采集该林木的多期胸径与年龄坐标信息，并进一步采集各树种所有林木的多期胸径与年龄坐标信息；(2)对采集的各树种多期胸径与年龄坐标信息进行生长模拟，构建各树种的多个初始生长模型，不同初始生长模型与x轴存在不同的交点t0；(3)依据树高生长至1.3m时的准确年龄T0，可确定与x轴的交点t0等于T0的初始生长模型为最终生长模型；(4)将步骤(3)确定的模型进行自变量与因变量的转换，依据转换后的模型计算天然异龄林的径阶年龄与林分平均年龄。

【技术特征摘要】
1.一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，包括以下步骤：(1)对林分内待测树种胸径最小的第一期林木设置不同初始年龄，采集该林木的多期胸径与年龄坐标信息，并进一步采集各树种所有林木的多期胸径与年龄坐标信息；(2)对采集的各树种多期胸径与年龄坐标信息进行生长模拟，构建各树种的多个初始生长模型，不同初始生长模型与x轴存在不同的交点t0；(3)依据树高生长至1.3m时的准确年龄T0，可确定与x轴的交点t0等于T0的初始生长模型为最终生长模型；(4)将步骤(3)确定的模型进行自变量与因变量的转换，依据转换后的模型计算天然异龄林的径阶年龄与林分平均年龄。2.根据权利要求1所述一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，步骤(1)所述的树种第一期最小胸径林木为，将该树种第一期所有林木按胸径由小到大排列，胸径最小的林木确定为该树种最小胸径林木，对该株林木设置不同初始年龄。3.根据权利要求1所述一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，步骤(1)所述的林木多期胸径是3年或5年作为一个调查间隔期，重复测定的林木胸径数据。4.根据权利要求1所述一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，步骤(1)对各树种最小胸径林木设置不同初始年龄，指依据林木胸径大小和树种生长特性赋予多个有可能的不同大小的年龄。5.根据权利要求1所述一种天然异龄林年龄测计方法，其特征是，步骤(1)所述的采集最小胸径林木多期胸径与年龄坐标信息的方法为：对第一期最小胸径林木(胸径为D11)设置初始年龄t1，其坐标信息为(D11,t1)；该林木第二期(胸径为D12)年龄为第一期年龄t1加调查间隔期A，其坐标信息为(D12,t1+A)；该林木第三期(胸径为D13)年龄为第一期年龄t1加2倍调查间隔期，其坐标信息为(D13,t1+2A)；林木第n期(胸径为D1n)年龄为第一期年龄t1加(n-1)倍调查间隔期,其坐标信息为(D1n,t1+(n-1)*A)。因此，最小胸径林木的多期胸径与年龄坐标信息为：(D11,t1)、(D12,t1+A)、(D13,t1+2A)…(D1n,t1+(n-1)*A)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖化顺，龙时胜，曾思齐，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43