基于TLS的長白落葉松人工林樹冠體積模型

摘要：【目的】樹冠是衡量樹木活力的重要指標(biāo)，開發(fā)樹冠體積模型可為林分冠層結(jié)構(gòu)的管理和優(yōu)化提供理論依據(jù)。【方法】以長白落葉松Larix olgensis人工近成熟林為研究對象，使用地基激光掃描技術(shù)（Terrestriallaser scamning，TLS）獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取單木信息，包括胸徑、樹高、冠幅、冠長和樹冠體積，使用K-means聚類分析將樣地內(nèi)林木劃分為優(yōu)勢木、平均木和被壓木3個(gè)等級并將其設(shè)置為啞變量引入樹冠體積預(yù)測模型中，通過再參數(shù)化方法納入?yún)f(xié)變量，構(gòu)建廣義樹冠體積模型，并模擬樹冠體積隨樹冠尺寸、競爭強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)多樣性梯度變化的響應(yīng)。【結(jié)果】K-means聚類分析法能夠客觀地描述不同生長優(yōu)勢的林層間樹冠體積的差異；十折交叉檢驗(yàn)的結(jié)果表明以林木分級作為啞變量，包含單木和林分變量的落葉松樹冠體積模型具有穩(wěn)健的預(yù)測能力，精度滿足林業(yè)工作適用標(biāo)準(zhǔn)；落葉松的樹冠體積隨著冠幅和冠長的增加而增加，隨著林分密度和基尼系數(shù)的增加而減小。【結(jié)論】通過建立樹冠體積模型，揭示了樹木大小、樹冠因子、林分結(jié)構(gòu)多樣性和種內(nèi)競爭與樹冠體積之間的關(guān)系，可為人工林冠層優(yōu)化管理提供參考。