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竹林是我国南方重要的林种,不仅具有很高的经济效益,而且在涵养水源、保持土壤肥力以及固定碳汇能力等方面发挥着重要的作用。竹阔混交林是一种新型生态经济毛竹林种植模式,有利于维持毛竹林生态系统平衡,改善毛竹林的林分结构,调整毛竹林生态质量,直接关系到竹林的经济效益和生态效益。 由于地基激光雷达具有较高的分辨能力和抗干扰能力等独特优点,使其可以获得森林样地内高精度的地上物体单木以及林分结构参数信息,为提供了一种非破坏性的高分辨率森林冠层三维测量手段。与传统林业调查手段相比,地基激光雷达在获取森林参数(树高、胸径、冠幅、郁闭度、叶面积指数、地上生物量等)方面不仅节省人力物力,不受外界条件干扰,并且能够获取传统手段不易获取的林木冠幅(表面积、体积、轮廓等)参数信息,弥补现有森林监测手段的不足。因此,本文以竹阔混交林为研究对象,利用地基激光雷达技术对竹阔混交林样地进行数据采集,对获取的点云数据进行单木属性参数的提取,通过提取的参数信息构建基于树冠层的冠层竞争指数模型,并由该模型简要分析竹阔混交林的竞争关系,得到以下几个方面的结论: (1)基于TLS的竹阔混交林林分因子提取 对竹阔混交林样地内的毛竹与阔叶树数据进行实测统计,将其与单站扫描数据、多站拼接数据提取的样地内阔叶树与毛竹株数数量以及其单木胸径进行对比,实验结果:多站拼接扫描的总体识别率为96.6%,中心站点单站扫描的总体识别率为81.4%,6块竹阔混交林样地中阔叶树与毛竹的胸径与实测胸径数据回归拟合精度R2都在99%以上,总体回归拟合精度为99.5%,残差标准误为0.25。结果表明:TLS技术能够满足竹林资源调查研究中的应用需求。 (2)竹阔混交林中阔叶树对毛竹的影响 阔叶树不同圆面积内的毛竹数量和平均胸径随着距离的不同而不同。阔叶树1m至6m圆面积内单位面积毛竹数量分别为0.29株/m2、0.33株/m2、0.37株/m2、0.32株/m2、0.35株/m2、0.30株/m2,平均胸径分别为6.6cm、9.1cm、9.8cm、9.7cm、9.7cm、9.7cm。阔叶树1m至3m的范围内毛竹数量和平均胸径的增幅最大分别为13.8%、48%。3m之后毛竹单位面积的立竹株数和平均胸径增幅减小,甚至趋于稳定状态。 (3)竹阔混交林种间竞争研究 对获取的点云数据进行单木属性参数的提取,通过提取的参数信息构建基于树冠层的冠层竞争指数模型。首次将阔叶树与毛竹树冠冠幅体积重叠度作为竞争因子,通过定义阔叶树与毛竹树冠重叠部分的体积以及阔叶树与毛竹的树高、胸径比值来表现竞争强度,建立基于树冠因子的冠层竞争指数模型,结果为:麻栎树1、麻栎树2和麻栎树3与其周围毛竹的冠层竞争指数(CCI)值分别为35、33.5、35.2。结果表明:TLS技术获取的点云数据能够提取出传统调查不易获取的树冠冠层信息,冠层信息的获取能够为竹阔混交林竞争研究提供冠层的竞争参数因子,为更好的研究混交林竞争提供技术支撑。