CN101246522A - 树种分隔空间测度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树种分隔空间测度方法，在被调查的林分中随机选取多株参照树，并在每株参照树周围选取4株最近相邻木，计算每株参照树与其周围的相邻木构成的结构单元的混交度，并将结构单元中的树种数与总株数的比值与混交度相乘，所得的值为该结构单元的树种空间状态。计算多株参照构成的结构单元的树种空间状态的均值，作为被调查的林分的树种分隔空间测度指数。用该指数对树种空间分隔程度进行描述，既反映结构单元中的物种数量又体现参照树的空间关系。

Description

树种分隔空间测度方法

技术领域

本发明涉及一种林分中的林木状态测度方法，尤其涉及一种树种分隔空间测度方法。

背景技术

树种分隔指的是林分中各个树种的空间配置。它是林分空间结构的重要组成部分，关于树种空间分隔程度的研究有多种方法。

现有技术中，林分中树种分隔可用混交度来表达。混交度可用参照树i的4株最近相邻木中与参照树不属同种的个体所占的比例来表达(公式1)，林分的平均混交度用其算术均值来计算(公式2)。

$M_i=\frac{1}{4}\underset{j=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{ij}}---\left(1\right)$

式中，

$\stackrel{\‾}{M}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{M}_i$ 式中，N为所调查的参照树总数    (2)

上述现有技术至少存在以下缺点：

该式在计算树种的分隔程度时只考虑了结构单元的空间关系，没有考虑结构单元中的树种数，在进行树种分隔程度比较时需要特别指出树种组成及其比例，也就是说，该均值计算公式没有将树种组成与其分布一体化。

发明内容

本发明的目的是提供一种将树种组成与其分布一体化的树种分隔空间测度方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的树种分隔空间测度方法，包括

首先，在被调查的林分中随机选取多株参照树，并在每株参照树周围选取多株最近相邻木；

然后，计算每株参照树与其周围的相邻木构成的结构单元的混交度，并将该结构单元中的树种数与总株数的比值与混交度相乘，所得的值为该结构单元的树种空间状态；

之后，计算所述多株参照构成的结构单元的树种空间状态的均值，该均值为所述被调查的林分的树种分隔空间测度指数。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的树种分隔空间测度方法，由于将结构单元中的树种数与总株数的比值与混交度相乘，所得的值为该结构单元的树种空间状态，并计算所述多株参照构成的结构单元的树种空间状态的均值，该均值为所述被调查的林分的树种分隔空间测度指数。用该指数对林分中树种的分隔程度进行描述，将树种组成与其分布一体化，既反映结构单元中的物种数量又体现参照树的空间关系。

附图说明

图1为本发明中模拟的混交林树种空间分布示意图。

具体实施方式

本发明的树种分隔空间测度方法，其较佳的具体实施方式是，在被调查的林分中选取多株参照树，将每株参照树以及它的n株相邻最近木(相邻树)的空间关系定义为林分内最基本的空间结构分析单位。相邻树的株数可以选取多株，由参照树与其周围的4株最近相邻木可以构成最佳空间结构单元。对于结构单元中树种空间状态描述的最为全面的考察方式应是，既考虑参照树与其4株最近邻体的树种异同，也考虑该结构单元中的树种数量。参照树与其邻体的树种关系可用树种混交度(Mi)表达，结构单元中的树种量以结构单元中的树种数(s_i)占组成该结构单元的全部5株树的比例表示。这里将结构单元中的参照树的混交度与树种量的积定义为该结构单元的树种空间状态(Msi)，即：

$M{s}_i=\frac{s_i}{5}\·M_i---\left(3\right)$

公式(3)中的(Mi)就是通常所讲的树种混交度(公式1)

公式(3)既反映了结构单元中的树种数量又体现了参照树的空间关系。显然，群落中所有结构单元的树种空间状态的均值就是对群落中平均树种空间状态(Ms，被调查的林分的树种分隔空间测度指数)的表达，计算公式为：

$\mathrm{Ms}=\frac{1}{5N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(M_i\·s_i)$ 式中，N为所调查的参照树总数    (4)

(4)式所表达的平均树种空间状态Ms也就是树种分隔程度的量化描述，被称为树种分隔程度的空间测度指数。由(4)式可知，当群落由N个个体、N个树种组成，也就是说群落中每个树种个体就1株时，该群落的树种分隔程度达最大值即Ms＝1；当群落仅由一个树种的N个个体组成时，该群落的树种分隔程度达最小值即Ms＝0。可见，Ms的数值在[0，1]之间。此式也被称为修正的树种混交度均值计算公式。

上述的树种空间状态(Ms_i)和树种分隔空间测度指数(Ms)既反映结构单元中的物种数量又体现参照树的空间关系。

下面通过数据来验证一下本发明树种空间状态(Ms_i)和树种分隔程度的空间测度指数(Ms)对被调查林分的树种分隔空间的描述：

如图1所示，设计了2组模拟数据，i为二个树种等分空间的情景，ii为三个树种等分空间的情景。

i和ii的总计算株数均为108株(外围一圈不参与计算)。各组中又分a、b、c、d四种情况，其中，a表示单株混交，b双株混交，c单行混交，d双行混交.显然，ii的树种分隔程度比i高；相同树种数量，树种空间分隔程度的高低依次为a＞b＞c＞d。

如表1所示，给出了上述模拟的混交林林分的树种分隔程度计算结果。

表1理论数据的树种分隔程度

由表1可见，树种的分隔程度取决于树种数量及其空间分布，树种数量越多且混交度越大，树种分隔程度就越高；相同树种数量的树种分隔程度取决于树种在林分中的空间分布情况，树种混交度越大其分隔程度越高。

传统的混交度均值计算公式所计算出的树种分隔程度没能把2树种等分与3树种等分林分空间这两种完全不同的混交林区分开来，计算结果两种图式竟然完全一样；而用本发明中的树种分隔空间测度指数所计算出的结果明显地表达出了3树种等分比2树种等分林分空间的树种分隔程度高这样一个显然易见的事实。

此外，由

计算出的数值比由Ms计算出的数值大的多，明显夸大了树种分隔程度。

为一步验证本发明树种分隔空间测度指数(Ms)的合理性，利用3块样地进行调查，对树种分隔空间测度指数进行了分析。

一块为中国海南尖峰岭热带山地雨林样地，样地面积3000m²；一块为中国吉林蛟河温带红松阔叶林样地，样地面积为10000m²；一块为蒙古桑泰寒温带泰加林样地，样地面积为2500m²。

如表2所示，展示了上述森林群落的树种分隔程度计算结果。

表2不同森林群落的树种分隔程度

由表2可见，热带山地雨林这样一个原始林群落由于树种数量极为丰富从而其树种分隔程度明显的比温带红松阔叶林高，寒温带泰加林由于树种数量少从而有很低的树种分隔程度。树种数量极少的泰加林几乎为纯林，其树种分隔程度应接近0，但计算结果表明为中度分隔，这显然不符合事实，而Ms计算结果比小得多，显示出弱度分隔程度。可见，Ms更能恰当地表达树种分隔程度。

在本发明中，树种的隔离程度取决于树种数量及其空间分布，树种数量越多且混交度越大，树种隔离程度就越高；相同树种数量的树种隔离程度取决于树种在林分中的空间分布情况，树种混交度越大其隔离程度越高。

本发明中的树种隔离空间测度指数其数值在[0，1]之间，0表示纯林状况即它的树种混交度为0，树种隔离程度为0；1表示极强度混交的情况，亦即每株树周围均被其它不同树种隔离，树种混交度为1，树种隔离程度为1。

本发明既能恰当地进行不同群落树种隔离程度的比较，也能对同一群落的树种隔离程度相对大小做出合理的判断，克服了原有林分平均混交度应用中需特别指出树种组成及其比例的缺陷，实现了用一个数值就能够对树种隔离程度进行恰当描述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种树种分隔空间测度方法，其特征在于，包括

首先，在被调查的林分中随机选取多株参照树，并在每株参照树周围选取多株最近相邻木；

然后，计算每株参照树与其周围的相邻木构成的结构单元的混交度，并将该结构单元中的树种数与总株数的比值与混交度相乘，所得的值为该结构单元的树种空间状态；

之后，计算所述多株参照构成的结构单元的树种空间状态的均值，该均值为所述被调查的林分的树种分隔空间测度指数，用于对所述林分中树种的分隔程度进行描述。

2、根据权利要求1所述的树种分隔空间测度方法，其特征在于，在所述参照树周围选取4株最近相邻木构成该参照树的结构单元，并通过公式

$M_i=\frac{1}{4}\underset{j=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{ij}}$

式中，

计算该结构单元的混交度。

3、根据权利要求2所述的树种分隔空间测度方法，其特征在于，所述树种空间状态通过以下公式计算：

${\mathrm{Ms}}_i=\frac{s_i}{5}\·M_i$ 式中s_i为该结构单元的树种数。

4、根据权利要求3所述的树种分隔空间测度方法，其特征在于，所述树种分隔空间测度指数通过以下公式计算：

$\mathrm{Ms}=\frac{1}{5N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(M_i\·s_i)$ 式中N为所述参照树的株数。

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