基于泰森多边形图法的樟子松人工林林分空间结构参数与林分优化

摘要

利用泰森多边形（Voronoi）图法和n=4法构建樟子松人工林林分空间结构单元，比较2种方法计算林分空间结构参数的差异，并使用Voronoi图法计算单木空间结构综合指数（Q）以进行林分优化，了解Voronoi图法在樟子松人工林森林结构参数计算与林分优化上的优势。以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场22、31、43 a林龄的樟子松人工林固定样地为研究对象，采用Voronoi图法和n=4法确定林木空间结构单元，分别计算每个样地的大小比数（U）、角尺度（W）、竞争指数（C_I）和开敞度（K）。对使用这2种方法计算的结果进行差异显著性检验，并基于上述参数构建单木空间结构综合指数，确定林分的间伐木，模拟不同间伐强度（10%、20%和30%）下林分空间结构优化的效果。对于樟子松人工林，Voronoi图法计算的W、C_I和K与n=4法的计算结果差异极显著（P<0.01）。利用Voronoi图法计算Q，选择采伐木，按10%、20%和30%强度进行间伐。间伐后林分的平均胸径分别增加0.27、1.03、1.47 cm;U分别下降7.17%、24.80%和38.93%;W分别下降27.98%、55.65%和69.35%;C_I分别下降19.62%、35.74%和47.78%;K分别提高6.37%、16.67%和28.92%;Q分别提高84.91%、248.12%和530.87%。模拟3种间伐强度下各数值的变化，结果表明，间伐使林分各参数得到改善，总体空间结构得到优化，其中以30%间伐强度的间伐效果最为明显。因此，Voronoi图法是构建森林空间单元、计算林分空间结构参数、优化林分结构的有效方法，该方法为加强森林管理实践和实现可持续林分优化提供强有力的框架。

关键词

Voronoi图法 / 林分空间结构 / 樟子松人工林 / 抚育间伐 / 空间结构综合指数