利用杉木人工林固定样地的观测数据,采用偏度、峰度、直径变动系数、径阶株数分布及累积直径频率等指标对杉木人工林林分直径结构动态变化规律及其密度效应进行了探讨,结果表明:(1)在6～20a内,偏度先为负值,后由负值逐渐趋向于正值,表现为先右偏后左偏,偏度绝对值先变小后变大,任何时期,密度高的林分其偏度值越大,由负向正变化的时间越早;(2)峰度随年龄的变化规律不明显,相对于高密度的林分,低密度林分的峰度值更大,且不论低密度还是高密度,峰度值都趋向于0;(3)直径变动系数随着林分年龄的增长总体上呈微弱增加的趋势,而且前期逐渐减小,后期(郁闭后)缓慢增大,高密度林分的直径变动系数较低密度的大,也更早地呈增大趋势;(4)对于任一相同的株数累积频率范围,密度越高的林分所对应的直径区域中值越小;(5)林分径阶株数分布直观地说明了上述结论。

基于大岗山林区相似立地条件前后3次生物量调查研究资料,结合杉木人工林固定样地长期观测材料对杉木人工林生物量的变化规律作了较为详尽的研究,得到了如下主要研究结果:(1)对于同一林分,除叶生物量和某些枝生物量存在一个减小的时期外(5a至8a时),单株和林分各组分生物量均随林龄的增加而增大。在12a前的林分速生期间,叶、枝、干所占比重微弱增加,致使地上部分比重增加,而根比重减小;在干材期(12～16a),单株各组分所占比例趋于稳定。(2)立地指数对单株和林分各组分的生物量、总生物量以及生物量分配比率均存在显著影响,且这种影响随着林龄的变化而变化,并受初植密度的制约。(3)随着初植密度的增大,单株各组分生物量明显减小,干生物量分配比率在任一林龄时刻均呈下降趋势;由密度所形成的不同林分生物量间的差距随林龄呈减弱的趋势。

通过对26年生杉木密度试验林进行多次间伐后的结果进行比较研究,结果表明:(1)只要人工林立地条件相同,经过足够长的时间,林分断面积最终趋于一致,与是否间伐无关;(2)随间伐次数增加,获得的木材径阶也逐渐增大,未被间伐的保留木则多为大径材;(3)对于立地指数大于16的杉木宜林地,宜采用高密度造林、多次间伐的经营模式,以生产不同规格用材满足木材市场需求,还可提高林分累积断面积的生长量;对于立地指数小于14的杉木宜林地,应该采用稀植造林,以生产小、中径材为主;(4)应在立地条件好、低密度造林条件下培育大径材林木;(5)在立地指数小于14的杉木宜林地,间伐在促进林分断面积生长方面的贡献并不明显,对林分断面积生长起主要作用的因素是立地质量。

本文就Log istic及其改进模型在杉木人工林胸高断面积模拟中的应用进行了深入探讨。研究表明: 在相同林分密度下, 随立地指数增加, 模型的模拟精度越高立地条件影响越大; 在相同立地条件下, 所有改进Log istic模型的模拟精度都受到林分密度影响; Log istic及其改进模型的模拟精度与林龄没有任何关系。对于某一具体植物种群,不同形式的Log istic模型的模拟精度主要受模型本身的影响。同另外4种Log istic 模型相比, Z-Log istic模型参数最稳定, 模拟精度最高, 为模拟杉木人工林胸高断面积的首选模型。各改进模型的参数直接影响Log istic 模型模拟的曲线形状, 可作为形状参数使用。

应用面板数据固定效应模型对杉木人工林单木断面积生长规律进行模拟,在模拟过程中,将胸径(DBH)和活冠比例(LCR)作为自变量,又分别加入密度因子和不同类型的竞争指数,同时引入立地条件和林龄效应来解释单木断面积生长过程中的异质性。结果表明:虽然密度因子与竞争指数有较强的相关性,但是在单木断面积生长中都具有不可忽略的重要影响。立地条件与林龄对单木断面积的拟合偏差在不同的林分密度下略有不同,随立地指数或者林龄增加,其对平均单木断面积拟合偏差的影响也增大。

对Richards等6种生长方程的数学解析性及其应用于杉木人工林林分直径结构模拟的理论依据进行了分析和探索,并应用此6种生长方程模拟了林分直径累积分布。发现在描述林分直径累积分布时,Richards方程绝大多数表现为Logistic型,Weibull方程的参数c均大于1,曲线存在拐点;除Mitscherlich式外,各生长方程的模拟精度均相当高,Richards、Weibull、Logistic、Gompertz、Mitscherlich、Korf等6种生长方程样本选优率依次降低;Richards、Log

从林分直径结构模拟预测模型的选择以及模型参数的求解方法2个方面,对林分直径结构模拟与预测模型的国内外研究现状进行了较为详细的论述,总结指出林分直径结构模型的研究正围绕参数法和非参数法2种方法展开,重点归纳总结了理论方程法、最相似回归法等几种主要模拟预测方法以及百分位法、回归法等常用的模型参数求解和预测方法,分别指出了各种模型及参数求解方法的优劣,并对当前研究工作存在的问题及今后研究的重点进行了讨论。本项研究着眼于实际应用的层面,旨在为今后的研究提供阶梯,以有助于该项研究工作的展开。