CN113435668A - 一种人工用材林向生态公益林转化方法 - Google Patents

一种人工用材林向生态公益林转化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113435668A
CN113435668A CN202110835763.8A CN202110835763A CN113435668A CN 113435668 A CN113435668 A CN 113435668A CN 202110835763 A CN202110835763 A CN 202110835763A CN 113435668 A CN113435668 A CN 113435668A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tree
wood
trees
forest
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110835763.8A
Other languages
English (en)
Inventor
贺康宁
王作枭
左亚凡
李远航
林莎
张静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Forestry University
Original Assignee
Beijing Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Forestry University filed Critical Beijing Forestry University
Priority to CN202110835763.8A priority Critical patent/CN113435668A/zh
Publication of CN113435668A publication Critical patent/CN113435668A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06313—Resource planning in a project environment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种人工用材林向生态公益林转化的方法，包括比较待转化人工用材林内的对象木与其邻近木胸径、冠幅或/和树高，筛选、确定并标记待采伐对象木；确定林木采伐强度，并进行采伐；然后进行苗木补植。本发明方法简单，方便易行，林木检尺结果准确，采用本发明方法的林地转化效果显著，改造后的林分结构向着复层、异龄、混交方向发展，林分空间结构明显优化，有效地改善了原有的立地条件，混交度增加，种群隔离程度大幅提高；林分叶面积指数下降，林内穿透雨量显著增加；林下枯落物层厚度降低，最大持水量下降，更多的水分渗入土壤层被森林所存储；林下物种多样性、林分稳定性及健康指数得到了提高。

Description

一种人工用材林向生态公益林转化方法
技术领域
本发明涉及一种林分结构调整或改造方法，特别涉及一种人工用材林的林分结构的转化方法，属于林业科学中的林分结构和修复领域。
背景技术
现存的人工用材林，大多起源于上世纪80年代开始的“西北地区植树种草活动”，按照旧的“造林技术规程GB/15776”的植树造林形成的人工用材林，大多为同龄纯林，青杨当家，密度普遍较大且等间距横平竖直；这些林分在很长时间内对提升植被覆盖率以及保护和恢复生态环境方面做出了巨大的贡献。
本世纪初，中国林业开始分类经营后，将西北大面积的人工林和次生林划归为生态公益林，历经近二十年的封禁管理，人工林的缺点逐步凸显。尽管这些人工林分表现出良好的水土保持和景观绿化功能，但是原有结构特征，极大影响了其水源涵养、固碳释氧以及生物多样性保护等生态功能的发挥，因为林分结构决定了林分的功能，物种组成和生态功能的单一，使得抗逆性差、“小老树”等问题严重，导致现有林分出现地力衰退和林分生长缓慢等问题，无法满足当今经济社会发展对生态服务的全面需求。而相较于人工林，天然林的林分结构则具有异龄、复层、混交等特点，能够自然稀疏、自然更新演替，是一种稳定的多功能林分。
因此，将人工林改造为与天然林具有类似林分结构及生态效益的近自然林，是提升林分生态服务功能的重要措施。
但是，传统的林分结构调控技术通常涉及到复杂的结构指标计算(譬如角尺度和胸径大小比数)，这些空间结构指标参数不能直接测量，需要测量每一棵树的位置分布、胸径大小等林分空间结构，然后导入arcGIS中算出每一棵树的大小比数、角尺度后才能进行中相应的择伐。计算时需要把林分调整区的每一棵树分别作为对象木和周围的邻近木比较胸径的大小来计算胸径大小比数；把林分调整区的每一棵树分别作为对象木和周围每一棵邻近木分别测量角度并且比较大小来计算角尺度，计算极其复杂。这一切在林地中直接操作会有极大的误差，通过arcGIS操作在一定程度上可以提高计算的准确度，但需要一定的专业素养。操作复杂很难落地实施，尤其是角尺度在测量时如果稍有不慎会产生很大的测量误差；实际工作较为繁琐复杂，不利于基层林业调查人员的理解与实施，实施后的结果误差大，容易造成改造后的林地的林分结构仍然存在缺陷，而且传统的林分结构调整需要耗费大量的人力、物力，而且林分结构调整耗时长。
本发明基于林木树高、胸径和冠幅等基础指标，建立了一套择伐方法，提出了更简便、容易操作，且易懂的林分改造方法，便于大面积的应用与推广，减少了林业调查的工作量，能够实现小投入、高成效的大规模林分改造目标，采用本发明方法改造的林地，逐步向优质健康的近自然状态生长，提高土壤微生物数量、土壤养分、林地水源涵养功能和蓄积量；提高林分稳定性和林地生产能力。
发明内容
本发明的目的是针对现有人工用材林向生态公益林转化的过程中存在空间结构参数不易测量和计算复杂，不利于基层林业从业人员具体操作等技术问题，提供一种人工用材林向生态公益林转化的方法，本发明方法通过比较林地内对象木和其邻近木的胸径、冠幅、树高，即可确定对象木的采伐与否，操作简单，方便易行，林木检尺调查结果准确；采用本发明方法进行林地转化效果显著，改造后的林分结构逐渐向着复层、异龄、混交方向发展，林分空间结构得到了明显的优化，显著改善了原有的立地条件；混交度增加，种群隔离程度大幅度提高；林分叶面积指数下降，使林内穿透雨量显著增加；林下枯落物层厚度降低，其最大持水量下降，使更多的水分渗入土壤层被森林所存储；林下物种多样性、林分稳定性及健康指数得到了提高。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种人工用材林向生态公益林转化的方法，包括比较待转化人工用材林内的对象木与其邻近木胸径、冠幅或/和树高；筛选、确定并标记出待采伐的对象木；计算待转化林地的总采伐强度，然后按照采伐过程中每次的采伐强度低于30％的要求对林地内的林木进行采伐，并进行苗木补植。
其中，所述人工用材林选择高密度纯树种的林地，优选为高密度纯油松林地。
特别是，所述人工用材林选择密度≥2500株/hm2的纯树种林地；优选为密度≥2500株/hm2的纯油松林，进一步优选为2625株/hm2的林地。
其中，采用随机分布形式进行林木采伐；采用植苗造林的形式进行所述的苗木补植。
特别是，采用随机分布形式进行所述的苗木补植。
尤其是，在林窗开阔的位置进行所述的苗木补植。
补植时应注意借助地势将林木补植在容易聚水的低洼位置，尽可能避开大树的林中空地，以便补植后林木可以更好地生长。
其中，所述总采伐强度为待采伐对象木数量/待转化林地内总对象木株数×100％。
特别是，如果总采伐强度大于30％，则对林地改造区内的待采伐林木进行分次采伐，其中每次采伐过程中的采伐强度低于30％，优选为10-30％。
尤其是，相邻两次采伐之间的时间间隔为4-5年，优选为5年。
特别是，采用随机分布的形式进行林木采伐，避免等间距采伐。
其中，所述冠幅为东西向冠幅×南北向冠幅。
特别是，待转化林地进行苗木补植后，林地内的林分混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
特别是，采用随机分布形式进行补植，补植后的林分混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
尤其是，选用待转化林地区域的本土树种(或乡土树种)进行苗木补植。
特别是，采用待转化林地区域的本土阔叶树种山桃或/和山杏进行苗木补植。
尤其是，苗木补植后转化林地内原有树种与补植树种的混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
特别是，苗木补植后针阔叶树的混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
补植乡土树种为多种时，乡土树种的比例可以是任意比例，通常优选为等比例补植。
本发明另一方面提供一种人工用材林向生态公益林转化的方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)在待转化的人工用材内设置林分转化样地，在转化样地的内部沿着四周设置带状缓冲区，带状缓冲区内线包含区域为林分改造区；
2)以林分转化样地内的任意一棵树木为原点树，且原点树编号为1；接着从原点树开始，对林分转化样地所有树木进行顺序编号，林分转化地所有树木的总株数为N；
3)在对林分转化样地内的林木在进行编号的过程中依次测量并记录每棵林木(或树木)的树高、胸径、冠幅；
4)筛选待采伐林木
4-1)首先确定林分改造区内的每棵对象木A周围的邻近木B的株数M；
4-2)依次比较林分改造区内每棵对象木与其周围的邻近木的胸径、冠幅或/和树高，按照择伐标准，对改造区内的树木进行筛选，确定改造区内符合采伐条件的树木，并对符合采伐条件的树木进行相应的标记，待采伐；不符合采伐条件的树木不采伐、保留；
5)林木采伐、补植
5-1)按照步骤4)筛选的待采伐树木的数量和标号，采用采挖移植的方式进行林木采伐；
5-2)采用植苗造林的方式进行苗木补植，补植后混交比为(6-8)：(2-4)。
其中，步骤1)中所述林分转化样地设置为矩形样地，优选为正方形。
特别是，所述正方形林分转化样地的边长L≥20m，优选为20-30m，进一步优选为24m。
其中，所述带状缓冲区的宽度k≥1m，优选为1-3m，进一步优选为2m。
特别是，带状缓冲区内线包含区域为林分改造区，林分改造区的边长l＝L–2k，其中，L为林分转化样地的边长；K为带状缓冲区的宽度。
尤其是，带状缓冲区的长度与林分转化样地的边长相一致。
其中，步骤2)中从原点树开始，以“S”型路线依次对样地内所有树木进行编号。
特别是，所述原点树以转化样地内的任意一角的第一棵树木为原点树，且其编号为1；接着从原点树开始，对林分转化样地所有树木进行编号，林分转化地所有树木的株数为N。
尤其是，以林分转化样地的西南角的第一棵林木为原点树。
特别是，所述原点树位于带状缓冲区内。
其中，步骤3)中所述的冠幅为东西向冠幅×南北向冠幅。
其中，步骤4-1)中所述邻近木株数按照四株法或arcgis里的泰森多边形法确定和判断，优选为按照arcgis里的泰森多边形法确定和判断邻近木的株数。
特别是，所述对象木位于所述林分改造区内；缓冲区内的树木只能为邻近木。改造区内的树木既是对象木也是另一对象木的邻近木。
尤其是，按照arcgis里的泰森多边形法确定和判断邻近木的株数为每棵对象木周围的邻近木的株数M为4、5、6、7或8棵。
其中，步骤4-2)中所述筛选包括如下步骤：
4-2A)比较林分改造区内每棵对象木与其周围的所有邻近木的胸径，并确定对象木周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则对象木保留，不采伐；
4-2B)如果不能根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较对象木与其周围的所有邻近木的冠幅，并确定对象木周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、以及小于对象木冠幅的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则对象木保留，不采伐；
4-2C)如果不能根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数以及小于对象木冠幅的邻近木的株数确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较对象木与其周围的所有邻近木的的树高，并确定对象木周围的树高小于对象木的邻近木的株数k；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、小于对象木冠幅的邻近木的株数，以及小于对象木树高的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则该对象木保留，不采伐。
特别是，所述的择伐标准如下：
1：当对象木A周围的邻近木B的株数M＝4时，按照如下方式采伐对象木：
首先比较对象木与邻近木的胸径，其中：
1-1：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为0、3或4时，对象木不采伐；
1-2：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为1时，比较对象木与4株邻近木的冠幅，其中：
1-2A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0或4时，对象木不采伐；
1-2B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1，比较对象木与4株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木株数k为0、2、3或4时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木株数k为1时，对象木采伐；
1-2C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2，比较对象木与4株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木株数k为0时，对象木采伐；当小于对象木树高的邻近木株数k为1、2、3或4时，对象木不采伐；
1-2D:当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3，比较对象木与4株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木株数k为0、1、3或4时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木株数k为2时，对象木采伐；
2：当对象木A周围的邻近木B的株数M＝5时，按照如下方式进行择伐对象木：
首先比较对象木与邻近木的胸径，其中：
2-1：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为0时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中:
2-1A:当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、2、3、4或5时，对象木不采伐；
2-1B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、2、3或4时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1时，对象木采伐；
2-2：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为1时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中：
2-2A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4或5时，对象木不采伐；
2-2B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、2、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1或3时，对象木采伐；
2-2C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2、3、4或5时，对象木采伐；
2-3：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为2时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中
2-3A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、3、4或5时，对象木不采伐；
2-3B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2或4时，对象木采伐；
2-3C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
2-4：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为3时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中：
2-4A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、2或4时，对象木不采伐；
2-4B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
2-4C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3时，对象木采伐；
2-4D：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3时，对象木采伐；
2-5：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为4时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中
2-5A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、4或5时，对象木不采伐；
2-5B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
2-6：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为5时，比较对象木与5株邻近木的冠幅，其中
2-6A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3或4时，对象木不采伐；
2-6B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与5株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、2或5时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的
株数k为1、3或4时，对象木采伐；
3：当对象木A周围的邻近木B的株数M＝6时，按照如下方式进行择伐对象木：
首先比较对象木与邻近木的胸径，其中：
3-1：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为0时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中：
3-1A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3、5或6时，对象木不采伐；
3-1B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1或2时，对象木采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3、4、5或6时，对象木不采伐；
3-1C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；
3-1D：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；
3-1E：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为4时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1时，对象木采伐；
3-2：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为1时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中
3-2A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，对象木采伐；
3-2B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为2、3、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1或4时，对象木采伐；
3-3：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为2时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中：
3-3A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、4、5或6时，对象木不采伐；
3-3B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
3-4：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为3时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中
3-4A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、4或6时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5或6时，对象木不采伐；
3-4B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为3时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3时，对象木采伐；
3-4C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为1时，对象木采伐；
3-5：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为4时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中
3-5A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、4或6时，对象木不采伐；
3-5B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
3-6：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为5时，对象木不采伐；
3-7：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为6时，比较对象木与6株邻近木的冠幅，其中：
3-7A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、4或5时，比较对象木与6株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4或5时，对象木不采伐；
3-7B：当小于对象木树高的邻近木的株数k为6时，对象木采伐；
4：当对象木A周围的邻近木B的株数M＝7时，按照如下方式进行择伐对象木：
首先比较对象木与邻近木的胸径，其中：
4-1：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为0时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-1A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1、3、4、6或7时，对象木不采伐；
4-1B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
4-1C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
4-1D：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
4-2：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为1时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中：
4-2A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；
4-2B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
4-3：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为2时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-3A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、4、6或7时，对象木不采伐；
4-3B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为7时，对象木采伐；
4-4：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为3时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-4A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、5或7时，对象木不采伐；
4-4B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为4时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、5或6，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为7时，对象木采伐；
4-5：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为4时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-5A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、5或7时，对象木不采伐；
4-5B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为4时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3时，对象木采伐；
4-5C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为6时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3时，对象木采伐；
4-6：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为5时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-6A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、5、6或7时，对象木不采伐；
4-6B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为4时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
4-7：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为6时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-7A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3或4时，对象木不采伐；
4-7B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2或6时，对象木采伐；
4-7C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为6时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5、6或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
4-7D：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为7时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、4或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为3、5或6时，对象木采伐；
4-8：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为7时，比较对象木与7株邻近木的冠幅，其中
4-8A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、4或6时，对象木不采伐；
4-8B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、5或7时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为6时，对象木采伐；
4-8C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为7时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、5或6时，对象木不采伐；当小于对象木树
高的邻近木的株数k为7时，对象木采伐；
5：当对象木A周围的邻近木B的株数N＝8时，按照如下方式进行择伐对象木：
首先比较对象木与邻近木的胸径，其中：
5-1：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为4、6、7或8时，对象木不采伐；
5-2：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为0时，比较对象木与8株邻近木的冠幅，其中
5-2A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；
5-2B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为2时，比较对象木与7株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
5-3：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为1时，比较对象木与8株邻近木的冠幅，其中
5-3A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、2、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；
5-3B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1时，比较对象木与8株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为2时，对象木采伐；
5-4：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为2时，比较对象木与8株邻近木的冠幅，其中
5-4A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，比较对象木与8株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为1、2、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为0时，对象木采伐；
5-4B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1、2、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；
5-5：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为3时，比较对象木与8株邻近木的冠幅，其中
5-5A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0时，比较对象木与8株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、5、6、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为4时，对象木采伐；
5-5B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为1、2、3、4、5、6、7或8时，对象木不采伐；
5-6：当小于对象木胸径的邻近木的株树n为5时，比较对象木与8株邻近木的冠幅，其中
5-6A：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为0、1、2、3、4、6或8时，对象木不采伐；5-6B：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为5时，比较对象木与8株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、6、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为5时，对象木采伐；
5-6C：当小于对象木冠幅的邻近木的株数m为7时，比较对象木与8株邻近木的树高，当小于对象木树高的邻近木的株数k为0、1、2、3、4、5、7或8时，对象木不采伐；当小于对象木树高的邻近木的株数k为6时，对象木采伐。
其中，步骤5-1)中还包括计算林分改造区内的总采伐强度，如果总采伐强度≤30％，则进行一次采伐；如果总采伐强度大于30％，则对林分改造区内的树木进行分次采伐，每次采伐的强度≤30％，且相邻两次采伐的时间间隔≤5年；
特别是，树木采伐前，对树木进行枝条修剪，修剪的枝条不超过总枝条的30％。
尤其是，树木采伐采取部带土球移植的方法，其中土球横向宽度为树木胸径的8-12倍，优选为10倍；所述土球高度与土球宽度的比值为(80-120)：100，优选为80：100。
其中，步骤5-2)中补植林木采用与林分转化林地内的原生树种不同的树种进行苗木补植。
特别是，补植的苗木选择胸径为2-4cm生发育良好、根系完整的幼苗。
尤其是，所述补植苗木的树种选用林分转化林地区域的乡土树种。
特别是，选择林分转化样地区域内相应的乡土阔叶树种。
尤其是，选择生命力顽强的阔叶乡土树种山桃和山杏。
乡土树种即在本地区生长多年，已经完全适应现有的环境，栽植后更容易成活。并且本专利选择抗逆性好的山桃山杏。
特别是，补植苗木后林地内的林分混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
特别是，分次采伐，在每次采伐后进行苗木补植，且每次采伐的伐除比例与相应补植过程中的补植比例相适应，例如第一次采伐的伐除比例与第一补植的补植比例相适应；第二次采伐的伐除比例与第二补植的补植比例相适应。
分次采伐的伐除比例为每次采伐的树木的株数÷需要采伐的树木的总株数×100％。
分次采伐的采伐强度为每次采伐的树木的株数÷总株数*100％，且每次采伐强度≤30％。
与现有技术相比，本发明方法具有如下优点和好处：
本发明方法操作简便，方便易行，只需测量胸径、树高、冠幅等基础指标，避免了测量、计算角尺度、大小比数等复杂的林分结构参数，显著提升工作效率。
本发明方法测定的林木检尺涉及的指标均为基础林业工作者所熟知的，按照具体的标准可直接操作，不需要进行复杂的计算，测定结果精确，实施采伐的效果准确，利于基础人员的实际操作。
采用本发明方法进行林分转化、改造后，原有人工林的林分结构逐渐向着复层、异龄、混交方向发展，林分空间结构得到了优化；在纯林向混交林的转变过程中有效地改善了原有的立地条件，混交度增加，使种群隔离程度大幅度提高；林分叶面积指数下降，使林内穿透雨量显著增加；林下枯落物层厚度降低，其最大持水量下降，使更多的水分渗入土壤层被森林所存储；林下物种多样性、林分稳定性及健康指数得到了不同程度的提高。
本发明方法便于基层林业工作人员理解与实施林分改造，避免了测量与计算角尺度和胸径大小比数等复杂的林分空间结构参数，仅仅通过简单易操作的测量树木的胸径、树高和冠幅，即可进行林分干燥，林木检尺指标的测量方法简单，利于基层工作人员的理解和实施，能够大幅提升工作效率。
附图说明
图1为实施例1中林分转化样地内林木位置分布示意图；
图2为实施例1采用本发明方法确定的待采伐木位置示意图；
图3为实施例1中采用本发明方法补植后的林木位置示意图；
图4为角尺度测定示意图。
附图标记说明
1A、林分转化样地；2A、带状缓冲区；3A、林分改造区。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明具体实施方式中以青海省东部地区的北山林场的高密度油松人工林为例进行说明，其结构参数如下：
Figure BDA0003176908600000121
Figure BDA0003176908600000131
其他密度大于2500株/hm2的人工林均适用于本发明，尤其是高密度(密度大于2500株/hm2)油松林人工林。本发明属于生态修复领域，除了对青海省东部的高密度油松人工用材林林分结构进行改造之外，还对其他高密度油松人工用材林向近自然生态公益林转化，均取得良好的改造效果。
实施例1
1、林分样地调查
1-1、在高密度油松纯林地(即待转化的人工用材林，油松密度为2625株/hm2)内，设置24m×24m的矩形林分转化样地，在待转化样地四周的内部设置宽度为2m的带状缓冲区；带状缓冲区内线包含区域为林分改造区，林分改造区的边长l为20m，如图1。图1中1A为林分转化样地；2A为带状缓冲区；3A为林分改造区；
以林分转化样地西南角的第一棵林木为原点树，并标记编号为1；
本发明实施例中林分转化样地的边长L以24m为例进行说明，其他边长长度L≥20m的样地均是适用于本发明；带状缓冲区的宽度k以2m为例进行说明，其他缓冲区宽度k≥1m(优选为1-3m)均适用于本发明；原点树可以选择林分转化样地任一一棵树，也可以选择林分转化样地任意一角的第一颗林木，本发明实施例中以西南角的第一颗林木为原点树为例进行说明。
1-2、从原点树开始，以“S”型路线依次对样地内所有树木进行编号，原点树编号1；林分转化样地内总共150颗油松(N＝150)，林木在林分转化样地内的位置示意图如图1。
林分转化样地内林木的总数量为N，本实施例中N＝150，即转化样地内的油松总数为150颗。
1-3、在对树木进行编号的过程中依次测量并记录每颗树木的树高、胸径、冠幅(东西向冠幅×南北向冠幅)，测定结果如表1；
表1 林分转化样地内每木检尺
Figure BDA0003176908600000132
Figure BDA0003176908600000141
2、筛选待采伐林木
林分改造区内林木既作为对象木，又是邻近木；而带状缓冲区内的林木只能作为邻近木。
林分改造区内的林木共105株，即改造区内的对象木A共105株。
2-1、按照arcgis里的泰森多边形法确定和判断对象木周围的邻近木的株数，其中：改造区内对象木、每株对象木周围的邻近木B的株数M如表2所示。
表2 对象木周围的邻近木株数
Figure BDA0003176908600000151
注：×表示采伐；-表示不采伐。
2-2、按照择伐标准(如表3)对林分改造区内的所有对象木进行采伐判断，符合采伐标准，则在相应对象木上做待采伐标记；
表3 择伐标准
Figure BDA0003176908600000161
Figure BDA0003176908600000171
Figure BDA0003176908600000181
具体筛选方法如下：
1、比较每棵对象木A与其周围的M株邻近木的胸径，并确定对象木周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则该对象木标记为可采伐树木；如果符合不采伐条件，则该对象木保留，不采伐；
采伐木的标记为在对象木的树身上做可采伐标记(例如本发明实施例中可采伐标记以“×”为例，其他任何标记均适用)或在对象木上挂可采伐标记；
不采伐对象木可以进行标记，也可以不标记，如果进行标记的话，则可以在对象木的树身上做不采伐标记(例如本发明实施例中不采伐标记以“●”为例，其他与可采伐标记不同的标记均适用)或在对象木上挂不采伐标记。
2、如果不能根据对象木周围的邻近木的株数M、小于对象木胸径的邻近木的株数n确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较每棵对象木与其周围的M株邻近木的冠幅，并确定对象木周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、以及小于对象木冠幅的邻近木的株数，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则该对象木标记为可采伐树木；如果符合不采伐条件，则该对象木保留，不采伐；
3、如果不能根据对象木周围的邻近木的株数M、小于对象木胸径的邻近木的株数n以及小于对象木冠幅的邻近木的株数m确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较每棵对象木与其周围的邻近木的的树高，并确定对象木周围的树高小于对象木的邻近木的株数k；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、小于对象木冠幅的邻近木的株数，以及小于对象木树高的邻近木的株数，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则该对象木记为可采伐树木；如果符合不采伐条件，则该对象木保留，不采伐。
在对象木的树身上做可采伐标记(本发明实施例中以“×”为可采伐标记)，标记为可采伐树木；否则确定对象木不可采伐。
例如：如果对象木A的周围有4株邻近木，即邻近木株数为4。
1)：比较对象木A周围的4株邻近木的胸径，如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为0、3或4株，则该对象木A不采伐。
2)：如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为1或2株，不能确定对象木A是否可以采伐或不采伐，则比较对象木A周围的4株邻近木的冠幅，其中，
2-1)：如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为1株，且对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为0或4株，则该对象木A不采伐；
2-2)如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为1株，且对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为1、2或3株，不能确定对象木A是否可以采伐或不采伐，则比较对象木A周围的4株邻近木的树高，其中：
2-2-1)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为1株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为0、2、3或4株时，该对象木不采伐；
2-2-2)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为1株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为1株时，该对象木采伐；
2-2-3)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为2株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为1、2、3或4株时，该对象木不采伐；
2-2-4)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为2株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为0株时，该对象木采伐；
2-2-5)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为3株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为0、1、3或4株时，该对象木不采伐；
2-2-6)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为3株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为2株时，该对象木采伐；
2-3)如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为2株，且对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为0、1、3或4株，则该对象木A不采伐；
2-4)如果对象木A周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n为2株，且对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为2株，不能确定对象木A是否可以采伐或不采伐，则比较对象木A周围的4株邻近木的树高，其中：
2-4-1)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为2株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为0、1、2或4株时，该对象木不采伐；
2-4-2)如果对象木A周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m为2株，且对象木A周围的树高小于对象木的邻近木的株数k为3株时，该对象木采伐。
例如：
1)标号为4的对象木，周围的邻近木为7株，标号分别为：2、3、5、23、24、25、26；
首先：比较7株邻近木和对象木的胸径，根据表1的测定结果，共6株邻近木(编号3、5、23、24、25、26)的胸径小于对象木；根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
接着：比较7株邻近木和对象木的冠幅，根据表1的结果，共6株邻近木(编号2、3、23、24、25、26)冠幅小于对象木，根据择伐标准表3，仍不能判定对象木是否可以采伐；
然后：比较7株邻近木和对象木的树高，根据表1的结果，共2株邻近木(编号23、25)的树高小于对象木；依据表3的择伐标准，可判断4号对象木需要采伐，在对象木(编号4)上作可采伐标记“×”。
2)标号为109的对象木，周围的邻近木为7株，标号分别为：101、102、108、127、128、119、110；
首先：比较7株邻近木和对象木的胸径，根据表1的测定结果，共3株邻近木(编号102、110、119)的胸径小于对象木；根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
接着：比较7株邻近木和对象木的冠幅，根据表1的结果，共0株邻近木冠幅小于对象木，根据择伐标准，可判断对象木不需要采伐，在对象木(编号109)上作可采伐标记“●”。
3)标号为70的对象木，其周围的邻近木为5株，标号分别为：69、74、92、51、53；
首先：比较5株邻近木和对象木的胸径，根据表1的测定结果，共5株邻近木(编号69、74、92、51、53)的胸径小于对象木；根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
接着：比较5株邻近木和对象木的冠幅，根据表1的结果，共2株邻近木(编号69、92)冠幅小于对象木，根据择伐标准表3，可判断70号对象木不需要采伐，在对象木(编号70)上作可采伐标记“●”。
4)标号为68的对象木，周围的邻近木为6株，标号分别为：53、54、55、67、75、69
首先：比较6株邻近木和对象木的胸径，根据表1的测定结果，共1株邻近木(编号54)的胸径小于对象木；根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
接着：比较6株邻近木和对象木的冠幅，根据表1的结果，共4株邻近木(编号53、54、67、69)冠幅小于对象木，根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
然后：比较邻近木和对象木的树高，根据表1的结果，共4株邻近木(编号53、67、75、69)的树高小于对象木；依据表3，可判断68号对象木需要采伐，在对象木(编号68)上作可采伐标记“×”。
5)标号为59的对象木，其周围的邻近木为8株，标号分别为：60、61、62、65、63、58、39、38
首先：比较8株邻近木和对象木的胸径，根据表1的测定结果，共3株邻近木(编号62、58、39)的胸径小于对象木；根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
接着：比较8株邻近木和对象木的冠幅，根据表1的结果，共0株邻近木(冠幅小于对象木，根据择伐标准表3，不能判定对象木是否可以采伐；
然后：比较邻近木和对象木的树高，根据表1的结果，共4株邻近木(编号62、63、58、39)的树高小于对象木；依据表3，可判断59号对象木需要采伐，在对象木(编号59)上作可采伐标记“×”。
按照表3择伐标准对林分改造区内的所有对象木(共105株)分别进行筛选，确定是否可以采伐或不采伐，并做相应的采伐标记。对林分改造区内所有对象木进行筛选的结果为：52株对象木可采伐，其余树木不采伐，筛选结果如表2、图2所示。
3、采伐与补植
3-1)本实施例中，采伐林木52株，采伐强度为49.52％(采伐强度＝需要采伐的株树÷总株数*100％，52/105*100％＝49.52％)；林业规定一次采伐强度不得超过30％，因此本发明林分转化地进行改造需要进行2次采伐，其中：第一次采伐强度设定为30％，即采伐105*30％≈31株，采伐强度为29.52％；第二次的采伐强度为20.00％，即采伐掉剩余的21株油松。
如果林分转化样地的采伐强度超过30％，则对林地的改造进行分次采伐，并确保每一次采伐的采伐强度≤30％，即每次采伐的林木的株树不超过林分转化样地内总树木株树的30％，且相邻两次的采伐间隔为5年，并且在每一次采伐后，都要进行补植。
两次采伐的伐除比例分别为59.62％(31÷52×100％)、40.38％(21÷52×100％)，即第一次采伐的伐除比例为59.62％；第二次采伐的伐除比例为40.38％。
林木以采挖移植的方式代替直接砍伐，确保其移栽到新环境下能够正常生长。采伐按照本领域中现有的已知的常规方法进行。
在采伐移植前，在保证树形不变的条件下对树木进行修枝，以降低运输中的蒸腾强度，保持组织水分充沛，修剪的枝条不超过总枝条的30％；对于枝条修剪后留下的切口要及时处理加快愈合，避免流失过多的水分和养分。
在修剪树木时注意尽量保持树干原有的形态，并保留主枝和主干，剪除有病的枯枝和徒长枝，避免造成营养浪费的同时也不利于主干的生长，必要时可将主干最下面第1轮的分枝去除。挖掘种植穴时，要遵守相关制度并严格按照图纸操作，确定好位置后进行标注，根据树木的种类和规格确定栽植点和整地标准。
挖树前先将树干包扎严实，避免伤害树木；在距离树根120cm处竖直向下挖掘，碰到较粗的树根时用手锯割断，同样要避免伤到根部；推倒树干时切忌伤到根须；
一般利用人工挖掘和软材料包装移栽法，适合用于挖掘圆形土球和胸径在10～15cm的乔木，如树木直径较大，需去除掉多于枝叶，再用塑编材料或草片和草绳进行包装，注意必须将树木捆紧捆牢。此外，还要注意土球的大小适中，一般控制在树木胸径的6倍左右，进行反季节栽种时可适当加大土球尺寸，注意土球不宜过大，避免造成土球破裂；采挖后安全运输至栽种地。
采取根部带土球移植的工艺方法，土球横向宽度为树木胸径的10倍(通常为8-12倍)；土球高度与宽度相等，确保根系能够被土球很好的保护。
3-2)林木补植
林木采伐后，通常在初春时节，采用植苗造林的形式进行补植，其中补植后混交比为7:3(通常为(6-8)：(2-4))，即林分转化样地内的原有树种与补植的新树种的比值为7:3。
本实施例中补植的树种为林分转化样地的本地树种山杏和山桃，补植后原有树种与补植进去的新树种的混交比为7:3(即油松：山桃和山杏的比值为7:3)。补植树种的数量为(105-52)/7*3≈23株，其中林分改造区内原有树种油松总数为105，采伐52株油松。
本领域中分次进行采伐后，分次进行补植，且每次伐除比例与相应补植的补植比例相一致，即第一次采伐后进行第一次补植，第一次补植比例与第一次采伐的伐除比例大致相一致，第二次采伐后进行第二次补植，第二次补植比例与第一次采伐的伐除比例大致相一致。
本实施例中，第一次、第二次伐除比例分别为59.62％、40.38％，则相应的第一次、第二次补植比例与第一、第二次伐除比例相一致，第一次补植的新树种的数量为14株(第一次补植比例为14÷23×100％＝60.87％)；第二次补植的新树种的数量为9株(第二次步骤比例为(23-14)÷23×100％＝39.13％)。
补植的新树种还可以是山桃或山杏。
一般选用1-2年生发育良好、根系完整的幼苗；起苗时灌足根系附近水分，苗根带有土球，土球的大小以大部分毛根不外露为原则，用纤维布对其进行包裹覆盖运输到需要补植的林地，并及时进行栽植；补植前利用保水剂将幼苗的根系做蘸浆处理；然后按照“三埋两踩一提苗”的技术规范进行栽植，对栽后的林木进行及时浇水，保证成活率。
采伐后进行新树种补植过程中，避免采用等行等间距的补植形式，按照本领域中现有的已知的常规方法进行新树种的补植。
通常为采用随机分布的形式进行补植(随机分布是要在林窗开阔的位置进行随机分布栽植，尽量避免都在一处种植；一要避免在采伐后的坑位补植，二是避免横平竖直等间距的方式补植)，尽量在林窗开阔的位置进行补植。
经过两次采伐后，补植新树种后的林分转化样地的最终改造如图3所示，其中●表示原有树种油松；▲表示山杏；△表示山桃。
补植苗木根据不同功能导向的林分类型，选择补植不同的树种，例如：林分改造后的林分类型如果为水土保持功能，则补植云杉、落叶松等；如果为水源涵养功能，则补植白桦等。
通常补植苗木的树种为待转化林地当地的本地树种，本地树种既能满足当地的生态服务功能需求，又能适应当地的气候环境条件，成活率较高，成本低廉。
本实施例中补植的树种为林分转化样地的本地树种山杏或/和山桃，兼顾水土保持、水源涵养和景观绿化功能。
分别于第一、第二次补植后的第五年，按照文献方法测定改造后的林地的角尺度、混交度、胸径大小比数、生物多样性指数，其中角尺度按照文献(惠刚盈，角尺度——一个描述林木个体分布格局的结构参数[J].林业科学,1999(01):39-44.)方法测定；混交度按照文献(惠刚盈,胡艳波.混交林树种空间隔离程度表达方式的研究[J].林业科学研究,2001(01):23-27.)方法测定；胸径大小比数按照文献(惠刚盈,Klaus Gadow,Mathias Albert.一个新的林分空间结构参数——大小比数[J].林业科学研究,1999(01):4-9.)方法测定；生物多样性指数采用Shannon-Wiener指数，按照文献(王兵,郑秋红,郭浩.基于Shannon-Wiener指数的中国森林物种多样性保育价值评估方法[J].林业科学研究,2008(02):268-274.)方法测定；郁闭度：郁闭度是指林分内乔木树冠投影与林地面积之比，值域范围为[0，1]。林业内一般通过目估确定。枯落物厚度：依据五点取样法，挖五个土壤剖面，利用直尺测量枯落物厚度。叶面积指数：依据五点取样法，利用冠层分析仪在林分样地内进行拍照，每个取样点拍三张重复照片；后期使用Hemiview 2.1进行叶面积指数分析，所有照片的平均值作为样地的叶面积指数；测定结果如表4。
表4 实施例1林分改造后林分调控提升效果
Figure BDA0003176908600000241
经过改造，原有人工林的林分结构逐渐向着复层、异龄、混交方向发展，林分空间结构得到了优化；在纯林向混交林的转变过程中有效地改善了原有的立地条件，混交度增加，使种群隔离程度大幅度提高；林分叶面积指数下降，使林内穿透雨量显著增加；林下枯落物层厚度降低，其最大持水量下降，使更多的水分渗入土壤层被森林所存储；林下物种多样性、林分稳定性及健康指数得到了不同程度的提高。
对照例1
1、林分样地调查
1-1、对照例的林分转化样地以实施例1的林分转化样地相同；
1-2、以林分转化样地西南角的第一棵林木为原点树，用GPS测量并记录其坐标；
1-3、从原点树开始，以“S”型路线依次对样地内所有树木进行编号，原点树编号为1；用GPS测量并记录每棵树木的坐标。
林分转化样地内总共150颗油松，林木在林分转化样地内的位置示意图如图1。
1-4、按照arcgis里的泰森多边形法确定和判断对象木周围的邻近木的株数，其中：改造区内对象木、每株对象木周围的邻近木B的株数M如表2所示。
林分改造区内的林木既作为对象木，又是邻近木；而带状缓冲区内的林木只能作为邻近木。
1-5、测量并记录改造区内每棵对象木周围的邻近木按照顺时针方向的相邻两株邻近木之间的夹角α，其中以对象木为α夹角的顶点；并计算每颗对象木的标准角(α0)，其中α0＝360°/(M+1)。
1-6、按照公式(1)计算角尺度，其中公式(1)如下：
Figure BDA0003176908600000251
公式(1)中，wi为第i个对象木的角尺度大小；M为邻近木的株树；mij为离散型随机变量，为角尺度的取值变量；当两个相邻的邻近木的夹角α小于标准角α0时，mij＝1；否则，mij＝0，其中标准角α0＝360°/(M+1)。
测量角尺度的过程中，需要测量人员用量角器进行测量，至少需要4个人相互配合才能完成精确测量，即一个人站在对象木附近，另两个人站在相邻的邻近木附近，这三个人利用两个钢尺固定好夹角，然后第四个人用量角器完成测量依次测量并计算对象木周围按照顺时针方向的相邻两株邻近木之间的夹角的角度。在地势不平或者密度较大的林分中，并不容易完成该操作，需要的人力物力较大，工作效率不高；后续还要进行公式计算，并不利于基层人员的实施。
如图4，对于对象木i，其邻近木数量M＝4，邻近木标记为a、b、c、d，以αab、αbc、αcd、αda分别为邻近木a和b、邻近木b和c、邻近木c和d以及邻近木d和a之间的角度。
1-7、测定林分转化样地内每一棵林木胸径，然后按公式(2)计算胸径大小比数ui，公式(2)如下：
Figure BDA0003176908600000252
公式(2)中，ui为第i个对象木的胸径大小比数；当对象木i比邻近木j的胸径大时，pij＝1；反之，pij＝0。
角尺度值越大，说明林木的空间分布越不匀称，邻近木越接近随机分布。胸径大小比数越大，说明林木大小分化程度越高。测定结果如表5。
表5 待转化林地内林木空间内对象木结构参数表
Figure BDA0003176908600000253
Figure BDA0003176908600000261
注：×表示采伐；-表示不采伐。
经过计算，对照例1的林分转化样地内林木的平均胸径大小比数为0.422，整体处于中庸状态；平均角尺度为0.388，属于随机分布，为了使林分密度趋于合理，对角尺度在[0，0.25]和(0.5，1]范围内的对象木，或者胸径大小比数在[0.5，1]的对象木作为采伐对象，共计筛选出需要采伐的对象木52株，按照现有技术进行林地改造，采用对照例1方法进行林木采伐，采伐木位置、数量与实施例1相同，如图2。
按照本发明方法筛选的待采伐的对象木在待转化林地内的位置、数量、对象木与对照例1方法所筛选的相一致，对照例1中所选采伐木与本发明筛选的择伐木均为52株；择伐木位置基本相同；说明本发明在大大减少工作量的前提下，达到了与技术案例几乎同样的改造效果。
本发明上述实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种人工用材林向生态公益林转化的方法，其特征是，包括比较待转化人工用材林内的对象木与其邻近木胸径、冠幅或/和树高；筛选、确定并标记出待采伐的对象木；计算待转化林地的总采伐强度后，按照采伐过程中每次的采伐强度低于30％的要求对林地内的林木进行采伐和苗木补植。
2.如权利要求1所述的方法，其特征，所述人工用材林选择高密度纯树种的林地，优选为高密度纯油松林地。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述总采伐强度为待采伐对象木数量/待转化林地内总对象木株数×100％。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述冠幅为东西向冠幅×南北向冠幅。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，待转化林地在进行苗木补植后，林地内的林分混交比为(6-8)：(2-4)，优选为7:3。
6.一种人工用材林向生态公益林转化的方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：
1)在待转化的人工用材内设置林分转化样地，在转化样地的内部沿着四周设置带状缓冲区，带状缓冲区内线包含区域为林分改造区；
2)以林分转化样地内的任意一棵树木为原点树，原点树编号为1；接着从原点树开始，对林分转化样地所有树木进行顺序编号，林分转化地所有树木的总株数为N；
3)在对林分转化样地内的林木在进行编号的过程中依次测量并记录每棵树木的树高、胸径、冠幅；
4)筛选待采伐林木
4-1)首先确定林分改造区内的每棵对象木A周围的邻近木B的株数M；
4-2)依次比较林分改造区内每棵对象木与其周围的邻近木的胸径、冠幅或/和树高，按照择伐标准，对改造区内的树木进行筛选，确定改造区内符合采伐条件的树木，并对符合采伐条件的树木进行相应的标记，待采伐；不符合采伐条件的树木不采伐、保留；
5)林木采伐、补植
5-1)按照步骤4)筛选的待采伐树木的数量和标号，采用采挖移植的方式进行林木采伐；
5-2)采用植苗造林的方式进行苗木补植，补植后混交比为(6-8)：(2-4)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征是，步骤4-2)中所述筛选包括如下步骤：
4-2A)比较林分改造区内每棵对象木与其周围的所有邻近木的胸径，并确定对象木周围的胸径小于对象木的邻近木的株数n；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则对象木保留，不采伐；
4-2B)如果不能根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较对象木与其周围的所有邻近木的冠幅，并确定对象木周围的冠幅小于对象木的邻近木的株数m；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、以及小于对象木冠幅的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则对象木保留，不采伐；
4-2C)如果不能根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数以及小于对象木冠幅的邻近木的株数确定对象木是否可以采伐或不采伐，则比较对象木与其周围的所有邻近木的的树高，并确定对象木周围的树高小于对象木的邻近木的株数k；根据对象木周围的邻近木的株数、小于对象木胸径的邻近木的株数、小于对象木冠幅的邻近木的株数，以及小于对象木树高的邻近木的株数，按照择伐标准，判断并确定对象木是否符合择伐条件，如果符合择伐条件，则对象木记为可采伐树木，进行采伐；如果符合不采伐条件，则该对象木保留，不采伐。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征是，步骤4-1)中所述邻近木株数按照四株法或arcgis里的泰森多边形法确定和判断，优选为按照arcgis里的泰森多边形法确定和判断邻近木的株数。
9.如权利要求6或7所述的方法，其特征是，步骤5-2)中选用林分转化林地区域的乡土树种进行所述苗木补植。
CN202110835763.8A 2021-07-23 2021-07-23 一种人工用材林向生态公益林转化方法 Pending CN113435668A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110835763.8A CN113435668A (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种人工用材林向生态公益林转化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110835763.8A CN113435668A (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种人工用材林向生态公益林转化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113435668A true CN113435668A (zh) 2021-09-24

Family

ID=77761587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110835763.8A Pending CN113435668A (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种人工用材林向生态公益林转化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113435668A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106408429A (zh) * 2016-09-22 2017-02-15 中南林业科技大学 一种基于较好立地青冈栎针叶混交林的采伐方法
CN106779160A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 浙江省林业科学研究院 一种提高马尾松林固碳能力的林分结构调控方法
CN109376462A (zh) * 2018-11-16 2019-02-22 中国林业科学研究院林业研究所 一种基于相邻木关系的林分结构多样性的测度方法
CN113111504A (zh) * 2021-04-08 2021-07-13 中国林业科学研究院资源信息研究所 一种基于目标树经营间伐木智能选择算法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106408429A (zh) * 2016-09-22 2017-02-15 中南林业科技大学 一种基于较好立地青冈栎针叶混交林的采伐方法
CN106779160A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 浙江省林业科学研究院 一种提高马尾松林固碳能力的林分结构调控方法
CN109376462A (zh) * 2018-11-16 2019-02-22 中国林业科学研究院林业研究所 一种基于相邻木关系的林分结构多样性的测度方法
CN113111504A (zh) * 2021-04-08 2021-07-13 中国林业科学研究院资源信息研究所 一种基于目标树经营间伐木智能选择算法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹志: ""基于森林健康的林分结构调控技术研究"", 《中国优秀硕士学位论文个文数据库农业科技辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hynynen et al. Silviculture of birch (Betula pendula Roth and Betula pubescens Ehrh.) in northern Europe
Franco Ecophysiology of woody plants
Bajigo et al. Estimation of carbon stored in agroforestry practices in Gununo Watershed, Wolayitta Zone, Ethiopia
Correia et al. Variations in growth, survival and carbon isotope composition (δ13C) among Pinus pinaster populations of different geographic origins
CN108633682A (zh) 浙东沿海丘陵山脊的低效防风林生态修复方法
CN107657396A (zh) 一种人工林生物量建模方法
Zalesov et al. Silvicultural Efficiency of the Thinning Efficiency of Pinus sylvestris L. Plantation in the Dry Subzone of Northern Kazakhstan Steppes
Voltas et al. Carbon isotope discrimination, gas exchange and stem growth of four Euramerican hybrid poplars under different watering regimes
Kerhoulas et al. Vertical gradients in foliar physiology of tall Picea sitchensis trees
Muhammad et al. Assessment of regeneration response of silver fir (abies pindrow) to slope, aspect, and altitude in miandam area in district swat, Khyber-Pakhtunkhwa, Pakistan
Flores et al. Morphological and Leaf Anatomical Characteristics of Different Variants of Narra (Pterocarpus indicus Willd.) Seedlings.
Lordan et al. Long-term effects of training systems and rootstocks on ‘McIntosh’and ‘Honeycrisp’performance, a 15-year study in a northern cold climate—part 1: agronomic analysis
Okimoto et al. Gas exchange analysis for estimating net CO2 fixation capacity of mangrove (Rhizophora stylosa) forest in the mouth of river Fukido, Ishigaki Island, Japan
CN113435668A (zh) 一种人工用材林向生态公益林转化方法
Dafis et al. Guidelines for the rehabilitation of degraded oak forests
Lee et al. Can net photosynthesis and water relations provide a clue on the forest decline of Quercus suber in North Tunisia?
CN110192490A (zh) 一种五莲杨配套繁育方法
Malcolm Some ecological aspects of Sitka spruce
Ozden Keles How anatomical and morphological characteristics affect the flexural properties of two angiosperm species at the sapling stage
Buermeyer et al. Fate of overstory trees and patterns of regeneration 12 years after clearcutting with reserve trees in southwest Washington
Engay-Gutierrez et al. Plus and Mother Trees in Mt. Banahaw de Lucban, Quezon, Philippines
Bowkett Epiphytic relations of the Soft Tree Fern Dicksonia antarctica Labill and the vascular plant species utilising its caudex
CN109348884B (zh) 树根上带生长树枝嫁接树根的方法
Omasa et al. Effects of external factors on growth and structure of Pinus pumila scrub in Mt. Kinpu, central Japan
Doyle Strangler figs in a stand of dry rainforest in the lower Hunter Valley, NSW

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination