高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法技术

本发明专利技术涉及林业经营技术领域，具体涉及一种高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法，包括三步：首先获取待抚育林分植株数据：以林分某一角为原点建立直角坐标系，调查待抚育林分各单棵植株的胸径并记录其位置，将胸径按照不同大小分成若干径级；然后确定各径级间伐株数；根据林分所需的目标密度和现有密度计算出总间伐株数，并将这些间伐株数分摊到各径级，使间伐后各径级范围剩余的植株数量趋于一致；接着判定各径级中的待伐目标植株和保留植株。按照所判定的待伐目标植株进行间伐，达到调控高密度人工纯林径级结构和植株分布的目的，使林分具有更合理的年龄结构、径级结构和垂直层次，有利于实现森林资源的持续性经营。有利于实现森林资源的持续性经营。有利于实现森林资源的持续性经营。

【技术实现步骤摘要】
高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法


[0001]本专利技术涉及森林经营
，具体涉及一种高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法。

技术介绍

[0002]截至2021年，我国人工林面积7954.28万hm2，是世界上人工林面积最大的国家。我国人工林中有85％是纯林，由于造林初期缺乏相关理论和技术支撑，普遍存在初植密度较高的现象，大部分在2000
‑
3000株/hm2，有些甚至更高；另外，人工林由于造林时间一致，导致年龄结构和径级结构的同一化程度很严重。随着人们对生态建设的重视，很多以用材为目的营造的林分被逐步划归到生态公益林，原有的经营抚育措施已不符合现有林分的功能定位。用材林以最大程度生产木材为目的，常见经营措施以“去弱留强”、“去小留大”、“目标树经营”为主，经营后给人以“整齐划一、径级一致”的观感；但这些经营措施明显忽略了作为生态公益林应以森林生态服务功能、生态系统稳定性、森林资源永续利用为主要目的的初衷。以河北省油松、落叶松林为例，大部分为上世纪六七十年代所造林分，这些都已进入成熟期，但普遍存在径级结构不合理、垂直层次不完整、天然更新能力差、难以形成异龄复层结构等问题。高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控已经成为当前森林质量精准提升过程中面临的急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]鉴于技术问题，本专利技术提供一种高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法，其解决了高密度人工纯林径级结构不合理的问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法，所述调控方法包括：
[0006]S1、调查测定林分植株胸径分布并记录植株分布
[0007]对抚育林分植株测定胸径和记录其位置，以林分某一角为原点建立平面直角坐标系，各植株的位置以在该直角坐标系中的纵横坐标来记录，建立林分植株胸径和位置坐标数据库；
[0008]将测定的植株胸径分成若干径级，分别统计各径级的植株数量N
i
；
[0009]S2、确定各径级要求间伐的植株数量
[0010]根据林分所需的目标密度和现有密度计算出总间伐株数N；再按照间伐后各径级植株的剩余数量趋近于一致的原则，将总间伐数N分摊到各个径级，得到各径级需要间伐的植株数量m
i
，Σm1→
i
＝N；
[0011]S3、确定各径级要间伐的目标植株，确定原则如下：
[0012]a、全部保留纯林中伴生的其他乔木树种，以促进林分演替过程中形成混交林；
[0013]b、将各径级所需间伐植株数量按照从大到小顺序排列，依次确定各径级间伐植
株；
[0014]c、从直角坐标系原点开始找出某径级植株中距离原点最近的一株，定为参照木，以参照木为圆心以r为半径画小圆，同时以为半径画大圆，大圆和小圆之间形成圆环区；按照该径级植株在小圆或圆环区的分布情况，分为以下三种判断结果：
[0015]c1、若该小圆上和小圆内有该径级的植株，但圆环区无该径级的植株，则保留参照木和小圆上或小圆内的1株，其余判定为待伐目标植株；
[0016]c2、若该小圆上和小圆内有该径级的植株，且圆环区有至少1株该径级的植株，则将参照木之外的小圆上和小圆内的植株全部判定为待伐目标植株；
[0017]c3、若该小圆上和小圆内没有该径级的植株，则跳过不处理；
[0018]接着，再从原点开始找出某径级植株中距离原点次近的一株定为参照木，参照木不能是已判定的待伐目标植株，重复c
‑
c3的过程，以此类推直至该径级的树木都处理完毕；若先前被判定为保留植株，若在后续计算中被判定为待伐目标植株，则仍作为保留植株；
[0019]其中，r初始值根据下述公式计算：
[0020][0021]式中，S为抚育林分面积，n
iLeft
为该径级保留植株数量；根据判定的待伐目标植株总数和总间伐株数N的大小校正r值，使判定的待伐目标植株总数和总间伐株数N接近或相等。其中，接近是指判定的待伐目标植株总数和总间伐株数N相差不超过5株。
[0022]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，对抚育林分胸径≥2cm的乔木植株进行每木检尺，测定胸径。胸径过小(<2cm)的植株和非乔木植株对抚育林的结构几乎没有影响，故不测定其胸径，以节省人工和时间成本。
[0023]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，将测定的植株胸径分成4
‑
10个径级；分级区间和分级数量可根据实际情况制定，分级区间以3
‑
5cm为一级为宜；更优选，分级数量以4
‑
7个为宜。
[0024]例如，可以将植株胸径按照＜5cm、5
‑
10cm、10
‑
15cm、15
‑
20cm、20
‑
25cm、＞25cm分为6个胸径等级。
[0025]根据本专利技术的较佳实施例，S2中，总间伐株数N的计算方法为：N＝(现有密度
‑
目标密度)*S，其中S为抚育林分面积。
[0026]根据本专利技术的较佳实施例，S2中，在统计得到各径级的植株数量N
i
后，按照各径级范围植株数量从大到小排序；在满足总间伐株数N的前提下，首先间伐植株数量第一径级，当间伐至该径级的剩余株数小于第二径级的株数时，转而间伐第二径级，使第二径级剩余株数和第一径级剩余株数相等；同步间伐第一径级和第二径级始终保持第二径级剩余株数和第一径级剩余株数相等，当间伐至第二径级剩余株数小于第三径级株数时，转而间伐第三径级，使第三径级剩余株数、第二径级、第一径级剩余株数均相等，同步间伐第一径级、第二径级和第三径级始终保持第一径级、第二径级和第三径级的剩余株数相等，以此类推，直到将总间伐株数N伐满；若最终出现不能使各径级剩余株数严格相等的情况时，则优先保留小径级的植株。
[0027]通过上述方法，将总间伐株数N分摊到各径级，并且按照使间伐后各径级范围剩余
的植株数量趋于一致；在无法完全一致的情况下，则优先间伐大径级的植株。
[0028]比如，若按照＜5cm、5
‑
10cm、10
‑
15cm、15
‑
20cm、20
‑
25cm、＞25cm分为6个径级范围，每个径级的植株数量分别是N1、N2、N3、N4、N5、N6，各径级间伐数为m1、m2、m3、m4、m5、m6，则需要满足m1+m2+m3+m4+m5+m6＝N，并且使各径级剩余株(N
i
‑
m
i
)数接近相等(实现各径级株数均匀分布的态势)。
[0029]根据本专利技术的较佳实施例，步骤S3的c1中，在保留小圆上或小圆内的1株植株时，优先则保留1株距离参照木最远的植株；如果距离相同，则保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度人工纯林径级结构和植株分布的调控方法，其特征在于，所述调控方法包括：S1、调查测定林分植株胸径分布并记录植株分布对抚育林分植株测定胸径和记录其位置，以林分某一角为原点建立平面直角坐标系，各植株的位置以在该直角坐标系中的纵横坐标来记录，建立林分植株胸径和位置坐标数据库；将测定的植株胸径分成若干径级，分别统计各径级的植株数量N
i
；S2、确定各径级要求间伐的植株数量根据林分所需的目标密度和现有密度计算出总间伐株数N；再按照间伐后各径级植株的剩余数量趋近于一致的原则，将总间伐数N分摊到各个径级，得到各径级需要间伐的植株数量m
i
，Σm1→
i
＝N；S3、确定各径级要间伐的目标植株，确定原则如下：a、全部保留纯林中伴生的其他乔木树种，以促进林分演替过程中形成混交林；b、将各径级所需间伐植株数量按照从大到小顺序排列，依次确定各径级间伐植株；c、从直角坐标系原点开始找出某径级植株中距离原点最近的一株，定为参照木，以参照木为圆心以r为半径画小圆，同时以为半径画大圆，大圆和小圆之间形成圆环区；按照该径级植株在小圆或圆环区的分布情况，分为以下三种判断结果：c1、若该小圆上和小圆内有该径级的植株，但圆环区无该径级的植株，则保留参照木和小圆上或小圆内的1株，其余判定为待伐目标植株；c2、若该小圆上和小圆内有该径级的植株，且圆环区有至少1株该径级的植株，则将参照木之外的小圆上和小圆内的植株全部判定为待伐目标植株；c3、若该小圆上和小圆内没有该径级的植株，则跳过不处理；接着，再从原点开始找出某径级植株中距离原点次近的一株定为参照木，参照木不能是已判定的待伐目标植株，重复c
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c3的过程，以此类推直至该径级的树木都处理完毕；若先前被判定为保留植株，若在后续计算中被判定为待伐目标植株，则仍作为保留植株；其中，r初始值根据下述公式计算：式中，S为抚育林分面积，n
iLeft
为该径级保留植株数量；根据判定的待伐目标植株总数和总间伐株数N的大小校正r值，使判定的待伐目标植株总数和总间伐株数N相差不超过5株或相等。2.根据权利要求1所述的的调控方法，其特征在于，S1中，对抚育林分胸径≥2cm的乔木植株进行每木检尺，测定胸径。3.根据权利要求1所述的的调控方法，其特征在于，S1中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任启文，李洁，张树梓，刘金柱，黄磊，李联地，杨扬，
申请(专利权)人：河北省林业和草原科学研究院，
类型：发明
国别省市：