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目的 研究庐山日本柳杉早材、晚材宽度与温度、降水量的相关关系，以揭示日本柳杉早材、晚材径向生长对气候的响应规律，了解这一区域气候变化对森林生态系统的影响，并为未来气候变化条件下日本柳杉的保护和造林区域选择提供依据。 方法 以庐山自然保护区的人工林针叶树种日本柳杉为研究对象，采用树木年轮学的方法对日本柳杉进行了树芯样品取样和处理，并建立早材、晚材标准年表，将树木标准年表与庐山地区的气候要素进行相关性分析。 结果 （1）早材年表各项统计特征均优于晚材年表，相比于晚材的径向生长，早材径向生长对月均温变化更加敏感。（2）该地区年均温度、年降水呈现显著增加的趋势，除了8月份以外，各个月份均温呈上升的趋势。（3）日本柳杉径向生长主要受温度影响，日本柳杉早材生长过程中气温的滞后效应尤为明显，夏季（7月）高温不仅阻碍当年早材年轮宽度的生长，还会影响到下一个生长季早材的形成。生长季时期（4—7月）降水量的增加有利于早材、晚材年轮的形成。 结论 不同季节温度、降水量变化影响早材、晚材年轮形成与生长。在未来气候变暖的背景下，庐山地区日本柳杉林可能出现生长下降的现象。 相似文献
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【目的】研究选用SPEI(标准化降水蒸散指数)分析庐山自然保护区干旱状况,及其对日本柳杉(Cryptomoria japonica)径向生长的影响,为庐山日本柳杉的生长和林分经营等提供一些理论依据。【方法】通过建立STD(树轮年表)的树轮宽度指数来反映庐山日本柳杉的径向生长量情况,计算分析SPEI来反映庐山自然保护区近几十年来的干旱变化情况。采用Mann-Kendall突变检验、相关性检验分析、小波分析、多元回归等方法探讨研究庐山日本柳杉径向生长量以及干旱变化。【结果】研究发现:(1)在1967—1970年、1977—1981年、2004—2012年庐山日本柳杉生长情况低于预期标准;(2)标准化降水蒸散指数随时间尺度的增大,波动周期越来越长较长,相对而言,SPEI12更为集中、波动较小,能够更好更准确的反映干旱年变化特征。SPEI12反映出庐山1967—1970年达到重旱程度,1978—1980年特旱,2002—2003年中旱,2005—2013年中旱至重旱;(3)树轮宽度指数与月尺度、半年尺度标准化降水蒸散指数呈显著正相关,与年尺度标准化降水蒸散指数呈极显著正相关关系。同时树轮宽度指数与上年8月至当年6月年尺度标准化降水蒸散指数呈显著正相关,其中与当年5月呈极显著正相关。【结论】日本柳杉生长量的周期变化与干旱周期变化接近,日本柳杉生长量变化相对干旱的变化会持续一到两年左右。 相似文献
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目的 揭示竞争是否对红松干旱适应性及生长衰退存在影响,为森林管理提供科学依据。 方法 在小兴安岭南部天然林中取样,通过树木年轮学方法分析比较不同竞争强度的红松径向生长变化率和树木生长对极端干旱的适应性,采用的指标包括抵抗力（Rt）、恢复力（Rc）和恢复弹力（Rs）。 结果 小兴安岭南部地区红松树轮宽度指数和树木径向生长变化率反映出在1980—1990年、1990—2000年、2002—2017年期间树木发生了不同程度的生长衰退;不同竞争强度的红松发生生长衰退时间和强度存在差异,中、低竞争强度红松发生生长衰退的时间相对一致,在1990—2000年快速升温期间,高竞争强度的红松没有出现生长衰退,而低竞争强度的红松生长衰退最为严重,最低值达?40.28%;3组不同竞争强度的红松标准年表与上年6月至当年8月的帕尔默干旱指数（PDSI）基本呈正相关关系,高竞争指数组在上年9月至当年2月均达到显著水平（P < 0.05）。高竞争强度的红松对干旱的抵抗力和恢复弹力较弱,尤其在严重干旱年,竞争加剧了树木对干旱的敏感性,竞争指数越高（竞争压力越大）的红松对干旱的抵抗力和恢复弹力越弱;不同竞争强度下的红松对极端干旱的恢复力在2000年前快速升温期间均呈下降趋势,2000年左右伴随着升温减缓红松对干旱的恢复力出现反弹。 结论 未来极端干旱事件频率增加,红松可能面临更加严重的生长衰退。竞争影响树木对干旱的适应能力,高竞争强度下的树木对干旱更加敏感,适应能力更弱,但没有导致更加严重的生长衰退。进一步研究还需要结合时间和空间尺度上的深入分析,以应对气候变暖带来的不利影响。加强树木对干旱响应的相关研究,对森林管理与资源保护具有重要意义。 相似文献
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【目的】树木年轮作为一种代用的气候资料有着重要的科学意义,探讨了柳杉年轮宽度指数与气候要素之间的关系,为气候变化是如何影响树木的生长过程研究提供一定的依据。【方法】以川西南40a柳杉为研究对象,采用ARIMA模型拟合柳杉(Cryptomeria fortune)的径向生长,同时建立川西南地区柳杉年轮宽度指数年表,利用多重对应分析(MCA)柳杉径向生长与气候要素之间的关系。【结果】柳杉年轮宽度指数的变化趋势与温度的变化趋势呈现"分离现象",与降水量的变化趋势一致;柳杉年轮宽度指数与当年生长季4、8月份温度呈显著相关关系(P<0.05),柳杉年轮宽度指数与上个生长季的降水量呈正相关关系,与当年生长季7月份降水量呈显著正相关(P<0.05),与上个生长季10月份及当年生长季6月份累计日照时间呈显著负相关关系(P<0.05);当年生长季6-8月份适宜的温度有利于年轮宽度的增加,当年生长季5-9月份的温度和降水量达到一定的指标时不利于年轮宽度的增加。【结论】温度、降水总量与柳杉年轮宽度指数总体关系密切,生长季6-8月份的温度、5-9月的降水总量对柳杉径向生长影响明显。 相似文献
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目的为了解大兴安岭北部不同降水梯度下,兴安落叶松径向生长与气候关系是否存在差异,尤其是对最近的升温是否存在不同的响应。方法本文在大兴安岭北部沿降水梯度选择3个采样点?莫尔道嘎（Moerdaoga,ME,年降水量363 mm）、图里河（Tulihe,TLH,454 mm）和阿里河国家森林公园（Alihe,ALH,525 mm）进行树轮取样。运用树轮气候学方法,分析了气候变暖背景下兴安落叶松生长?气候关系随降水梯度的时空变异规律,并探讨兴安落叶松生长应对极端气候的抵抗力、恢复力和弹性力。结果不同降水梯度下,降水对兴安落叶松径向生长影响差异较小,仅有TLH兴安落叶松生长与当年8月和上年秋季降水呈显著正相关。温度是兴安落叶松径向生长的主要限制因子,但在不同降水区存在显著差异。在低降水区域（ME）,生长季最低温度是兴安落叶松生长的主要限制因子;在中降水区域（TLH）,上年9月最低温度对兴安落叶松径向生长的影响最强;在高降水区域（ALH）,均温和低温是影响兴安落叶松生长的主要气候因子,上年秋季和冬季温度升高不利于当年兴安落叶松生长增加。综合温度与降水的帕默尔干旱指数（Palmer Drought Severity Index,PDSI）表明,ME采样点兴安落叶松生长与PDSI关系不显著,TLH兴安落叶松生长与PDSI显著正相关,ALH兴安落叶松与PDSI显著负相关。20世纪80年代快速升温后,3个采样点兴安落叶松的径向生长出现与升温相反的趋势。ALH采样点相比其他两个采样点应对极端气候有较高的抵抗力,但恢复力较弱。结论我们的结果表明环境水分的多少会影响兴安落叶松对未来气候变暖的响应,尤其是在生长应对极端气候的抵抗力和恢复力上可能会存在较大差异。 相似文献
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【目的】分析气候变化背景下庐山日本柳杉水分利用效率(WUE)的变化特征以及WUE与主要气候因子之间的关系,为科学评估庐山日本柳杉的碳水耦合关系提供理论支持。【方法】本研究采用树木年轮稳定碳同位素方法计算日本柳杉WUE,并选择平均气温(T)、降水量(W)、平均风速(Ws)、太阳辐射(Rs)、干旱指数(SPEI、SPI、WI)等气候变化相关指标,分析气候变化背景下庐山日本柳杉水分利用效率及其对气候变化的响应。【结果】(1)1969-2018年,庐山日本柳杉树轮δ 13C值序列呈现下降趋势,变化区间为-23.09‰～-25.67‰,年平均-24.55‰;庐山日本柳杉WUE的年际值呈现上升趋势,变化区间为91.06～118.89μmol/mol,年平均102.37μmol/mol;(2)相关性分析表明：庐山日本柳杉WUE与上一年的7月、9-11月和当年的2-6月、9-11月的气温呈显著正相关系,与上年7-12月以及当年的1-12月风速均呈极显著负相关关系;而庐山日本柳杉WUE与各月太阳辐射、降水、SPEI、WI以及SPI未产生显著关系;(3)多元回归模型分析表明：庐山日本柳... 相似文献
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在神农架林区的太子垭地区，以神农架建群树种巴山冷杉(Abies fargesii)为研究对象，利用生长锥在样木胸高处(1.3 m)进行树芯取样(24棵树50个样芯),应用LINTAB TM轮宽测量仪测量样本生长轮宽度，应用COFFCHA程序进行定年及测量质量控制，应用ARSTAN程序进行生长趋势拟合并合成标准年表(1880—2021年);依据年表及日平均气温、日降水量数据(1953—2021年),应用R程序中树轮工具包，将滑动窗口宽度下限设置为21 d、上限设置为270 d,分析树木生长轮与不同窗口宽度气候要素的相关性。结果表明：神农架地区巴山冷杉径向生长的最佳气温窗口期为33 d、最佳降水量窗口期为28 d。与传统月度气候数据相比，树木生长轮与气候最佳窗口期的相关性更显著。当年3月份、9月份中旬平均气温显著促进巴山冷杉径向生长；而当年9月份和上年9月份的降水量、当年和上年5月份的平均气温，显著抑制巴山冷杉的径向生长。 相似文献
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为探讨杉木不同径向生长指标对气候因子的响应,了解气候变化背景下杉木径向生长敏感性与适应性的差别,采用树轮气候相关分析方法,以60年生杉木人工林为研究对象,通过测定杉木整轮宽度、早材宽度和晚材宽度,并利用杉木树轮自回归年表(ARS)分析主要气候因子(月份水平温度和降水)对杉木径向生长的影响.结果表明:杉木径向生长均受到温度和降水的显著影响,早材宽度与当年2月平均温度呈显著负相关(P0.05),晚材宽度与当年10月平均降水量呈极显著正相关(P0.01).冗余分析量化了气候因子对杉木径向生长的影响,当年7月平均最高温度和当年10月平均降水量是限制该区域杉木径向生长的关键气候因子.滑动相关分析表明,气候因子变化在短时间尺度上对杉木径向生长的影响存在差异,其中杉木径向生长对当年9月最高温度的响应稳定性最强.当年10月平均降水量对晚材宽度的促进作用逐渐增强.杉木年轮生长对上一年气候的影响存在"滞后效应",晚材生长对当年早期杉木生长气候因子的影响存在"滞后效应".亚热带地区气候影响杉木径向生长的效应复杂,但ARS年表仍包含丰富的气候信号,研究结果对亚热带针叶树种年轮生态学、年轮气候学研究具有重要参考价值. 相似文献
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本文利用树木年轮学方法研究普达措国家公园海拔上限麦吊云杉、大果红杉和长苞冷杉的生长特征,构建差值年表并分析其与气候因子的关系,以揭示影响该区域3个主要树种径向生长的气候因子及对气候变化响应的种间差异。结果表明:1)生长后期的气候因子对该地区树木生长起着重要作用,但不同树种的响应方式存在差异;2)麦吊云杉生长主要受限于生长季的气候条件,与上年生长后期(上年9—10月)平均温度呈显著负相关,且当年生长盛期(6—8月)温度的升高有利于其径向生长;3)大果红杉生长主要受限于生长后期的水分条件,主要表现为与上年10月以及上年生长后期(9—10月)降水呈显著负相关;4)长苞冷杉生长主要受限于生长季的气候条件,主要表现为对当年生长季盛期(6—8月)以及当年生长季后期(9—10月)平均温度的显著正相关。本研究为香格里拉地区的气候重建提供基础数据。 相似文献
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【目的/意义】气候变化对农业生态系统有着重要的影响。通过研究福州高盖山马尾松树轮宽度对气候变化的响应,建立农业生态系统与气候变化研究模型,为研究气候变化对农业经济与农业生态系统提供科学经验。【方法/过程】以福州高盖山马尾松的树轮样本为研究对象,建立了马尾松树轮宽度年表,并分析了马尾松径向生长与气候因子的响应关系。【结果/结论】不同季节限制马尾松生长的气候因子不同,上年1-3月份的降水成为影响马尾松径向生长的主要因子,树轮宽度与上年1-3月降水量呈显著负相关(r=-0.347);当年7-9月份温度成为影响马尾松径向生长的主要因子,树轮宽度指数与当年7-9月温度呈显著正相关(r=0.379)。研究表明,一年中不同时期限制马尾松径向生长的气候因子不同,说明亚热带湿润地区的树木径向生长也对气候的变化有一定的响应作用。 相似文献
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目的研究福建将乐地区马尾松年轮宽度对气候变化的响应,为本地区的树木年轮生态学研究提供参考,为当地马尾松的生产、农林业的发展提供数据支撑。方法以福建将乐林场采集的80根马尾松树芯为对象,运用ARSTAN程序建立差值年表和标准年表,通过相关函数、响应函数、单年分析等方法研究马尾松径向生长对气候因子变化的响应,并采用响应面函数建立树木径向生长?气候因子关系模型。结果马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感,上一年5月到当年12月的月降水量和月平均气温的响应函数模型可解释年轮宽度变化的57.43%;温度对马尾松径向生长的影响存在一定“滞后性”,上一年6月平均气温促进马尾松径向生长;月降水量和月极端最低气温是马尾松抽梢期生长的气候限制因素,当年抽梢期的降水和极端最低气温对马尾松年轮宽度有显著的正效应,其中当年3月份的降水和极端最低气温对马尾松年轮宽度的作用尤为显著;月极端最高气温是马尾松伏旱期径向生长的气候限制因素,其中8月份的气温对马尾松年轮宽度表现出显著的负效应。结论该研究地区马尾松生长具有明显的季节性,马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感。建立的马尾松径向生长?气候因子关系模型R2为51.2%,进一步验证了当年的逐月气候因子对马尾松径向生长的影响,该模型可较好地模拟马尾松树木径向生长对气候的响应。 相似文献
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[目的]以气候变暖为主的气候变化对树木健康及生态系统的稳定产生了深刻影响.本文通过研究气候变化对远郊油松天然林和近郊油松人工林径向生长的影响,揭示城市远郊自然生态系统和近郊山地树木径向生长对气候敏感度的差别.[方法]建立了远郊和近郊油松林的标准年表及差值年表,分别与气候指标进行相关分析;利用R软件建立年轮指数与气候指标... 相似文献
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目的 建立基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型用于预测胸径生长,为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林经营管理提供理论依据。 方法 基于内蒙古大兴安岭地区2013、2018年森林资源连续清查数据中的187块兴安落叶松天然林固定样地及样地位置对应的气候数据,运用逐步回归法建立考虑气候因子的传统单木直径生长模型,并在此基础上,加入样地效应构建兴安落叶松单木直径生长混合效应模型。最后,利用独立检验样本数据对基础模型和混合效应模型进行检验。 结果 年平均气温MAT、生长季平均降雨量Pgm是影响该地区兴安落叶松胸径生长量的主要气候因素,二者与胸径生长量均呈正相关。其余显著影响胸径生长量的因子包括初期胸径的倒数（1/DBH）、大于对象木的断面积和（BAL）、每公顷株数（NT）,3个变量都与胸径生长量呈负相关。胸径混合效应模型的决定系数（R2）为0.760 4,平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.386 6和0.486 3 cm2。与基础模型相比,混合效应模型的R2提高了0.321 7,MAE和RMSE减少了0.230 6 和0.267 4 cm2。在模型检验中,混合效应模型也呈现出了较好的拟合效果。 结论 基于气候因子的单木直径生长混合效应模型可以较好地描述内蒙古大兴安岭地区的兴安落叶松胸径生长过程。 相似文献
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目的 森林是陆地生态系统的主体,在陆地碳循环中起着关键作用,因此在碳中和背景下,如何持续增加森林碳库储量以及提高森林碳汇功能,已成为各方关注的热点。合理的树种配置是提升森林质量和碳汇能力的基础。 方法 以长白山阔叶红松林25 hm2固定样地连续15年（2004—2019年）4次群落调查数据为基础,分析了主要树种对地上生物量碳库储量贡献,比较不同树种固碳速率差异及在时间上的相关性。 结果 （1）2019年阔叶红松林地上生物量为（282.5 ± 102.8） Mg/hm2,过去15年间年均净固碳速率约为1.0 Mg/hm2,在3个监测周期（2004—2009年、2009—2014年和2014—2019年）内的固碳速率分别为1.54、0.73和0.76 Mg/（hm2·a）;（2）样地内地上生物量最高的7个树种（紫椴、红松、蒙古栎、水曲柳、春榆、色木槭和大青杨）累计贡献量占整个群落总地上生物量的96.2%,其中紫椴、水曲柳和蒙古栎3个树种贡献了73.6%;（3）紫椴、水曲柳、蒙古栎、红松和春榆5个树种种群数量持续下降,而其平均胸径和地上生物量均呈现增加趋势,表明其大径级个体的固碳作用持续增强;（4）主要树种固碳速率存在明显差异（?0.97% ~ 0.77%）,其中具有复叶结构的水曲柳是地上生物量积累速率最快的树种,年均增速约为0.77%,其后依次是紫椴（0.60%）、春榆（0.54%）、蒙古栎（0.38%）、红松（0.09%）、色木槭（?0.46%）和大青杨（?0.97%）;（5）7个种群在3个监测周期内表现出不同的增长动态,其中紫椴和色木槭、蒙古栎和红松、水曲柳和春榆之间表现出较高的正向波动关系,大青杨和春榆呈负向关系。因此,固碳速率在树种间存在时间上的异步性。 结论 该研究揭示的典型温带树种固碳规律、树种间固碳速率在时间上的异步性特点可为本地区植树造林实践中树种选择及配置提供一定的参考。 相似文献
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目的单木生长受气候、林分等多种因子影响,需要利用适当的方法厘清气候以及林分中影响林木生长的主导因子。随机森林等机器学习方法提供了一种新的途径,需要检验利用随机森林算法分析气候和林分因子对林木生长影响的可靠性,为森林生长收获预估提供新的方法。方法以吉林省汪清林业局20块落叶松?云冷杉混交林固定样地25年（1986—2010年）间连续调查数据作为研究材料,候选气候和林分因子52个,利用随机森林算法建立了包含气候和林分的单木胸径生长模型,分析气候和林分因子对单木胸径年平均生长量的影响:基于52个超参数组合（决策树数目ntree = 1 000、决策树每个结点随机选择的预测变量个数mtry = {1, 2, ···, 52}）构建了52个随机森林模型,利用10折交叉验证法分别训练和评估52个随机森林模型;基于完整数据集,利用最优随机森林模型分析自变量对单木胸径年平均生长量影响的相对重要性以及偏依赖关系。结果ntree = 1 000、mtry = 12所对应的模型是52个模型中具有最佳泛化能力的模型,该模型具有最大的交叉验证决定系数R2cv（R2cv = 0.54）,以及最小的交叉验证均方根误差RMSEcv、交叉验证平均绝对偏差MAEcv和交叉验证相对均方根误差rRMSEcv（RMSEcv = 0.14 cm、MAEcv = 0.10 cm、rRMSEcv = 50%）。单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,相对重要性超过80.00%。8个林分因子中,大于对象木的林木断面积之和BAL对单木胸径年平均生长量影响最大,林分每公顷株数N对单木胸径年平均生长量影响最小,其他因子对单木胸径年平均生长量影响介于两者之间;单木胸径年平均生长量随BAL、林分每公顷断面积BA、N以及林分断面积平均胸径Dg的增加而下降,随对象木胸径与林分断面积平均胸径之比RD、林木期初胸径D0以及对象木胸径与林分中最大林木胸径之比DDM的增加而增加。单木胸径年平均生长量受气候因子的影响较小,相对重要性低于20.00%。44个气候因子对单木胸径年平均生长量的影响均较小（相对重要性均 < 1%）,其中,生长季平均降水量（4—9月）与年均降水量之比Pratio、年总太阳辐射时长Asr、生长季平均降水量（4—9月）与生长季相对湿度（4—9月）之比Gspgsrh以及生长季太阳辐射时长（4—9月）Gssr是前4个相对重要的变量。结论随机森林模型能够较好地解析各变量与单木胸径年平均生长量之间复杂的关系,单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,而受气候因子的影响较小。总体而言,在局部尺度上,林分因子是影响单木胸径生长的主导因子,而气候因子对单木胸径生长的解释能力有限。随机森林模型具有一定的泛化能力和统计可靠性,产生的变量重要性和偏依赖图具有合理的林学意义。 相似文献
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目的 分析林木不同生长阶段的空间结构特征有利于认识林分更新及其稳定性,为优化林分空间结构及自然植被恢复等提供参考依据。 方法 以庐山常绿阔叶林为研究对象,将林木生长划分为幼树（1 cm ≤ DBH < 5 cm）、小树（5 cm ≤ DBH < 10 cm）、中树（10 cm ≤ DBH < 20 cm）和大树（DBH ≥ 20 cm）4个阶段,选用混交度、大小比数、密集度、角尺度4种空间结构参数构建空间结构综合指数,采用熵权法进行权重赋值。 结果 （1）幼树、小树、中树、大树的株数占林分总株数的比例分别为72.7%、16.8%、6.5%和4.0%,林分径级结构整体上呈倒“J”型。（2）幼树、小树、中树、大树的平均混交度分别为0.609、0.746、0.815和0.822,平均大小比数分别为0.545、0.268、0.132和0.089,平均密集度分别为0.852、0.895、0.871和0.842,平均角尺度分别为0.576、0.563、0.553和0.507;随着径级的增大,林木的混交、生长优势程度不断增大,密集程度先增大后减小,分布格局逐渐由聚集分布转变为随机分布。（3）小树、中树、大树的大小比数的权重均超过75.0%,优化其空间结构主要应调控其林木分化程度;幼树混交度和大小比数的权重分别为0.364和0.388,优化其空间结构则主要调控林木混交程度及分化程度。空间结构综合指数为大树（0.054） < 中树（0.082） < 小树（0.117） < 幼树（0.265）。 结论 庐山常绿阔叶林中林木随着径级的增大其空间结构逐步得到改善,大树的空间结构最好,幼树的空间结构最差;针对不同生长阶段林木空间结构特征,可以采取不同的经营措施以优化其空间结构。 相似文献
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目的 探索立地因子与桉树Eucalyptus适宜性之间的关系，开展树种适宜性研究，为桉树适宜性研究提供新思路，为科学造林提供支持。 方法 以广西桉树人工林为研究对象，选取广西国有高峰林场的1 883个森林资源小班调查数据，分别运用朴素贝叶斯、支持向量机、随机森林算法作为树种适宜性评价方法，构建桉树适宜性分类模型。输入为地貌类型、海拔、坡向、坡位、坡度、凋落物厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、石砾含量、成土母质，土壤类型等11个立地因子信息，输出为桉树适宜性。 结果 3种算法构建的模型拟合精度依次为63.18%、69.73%、78.03%，泛化精度依次为64.33%、67.93%、78.18%。相比于朴素贝叶斯、支持向量机算法，随机森林算法分类效果更好。立地因子重要性排序由高到低依次为:海拔、土层厚度、坡向、坡度、石砾含量、凋落物厚度、坡位、腐殖质层厚度、土壤类型、地貌类型、成土母质。200~350 m海拔、80~100 cm土层厚度的地区比较适宜桉树生长。 结论 基于机器学习算法构建的桉树适宜性评价模型可以较好地对桉树的适宜性做出预测。 相似文献
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