基于个体植物生长模型的森林动态演替模拟

发布时间：2020-04-19 08:39

【摘要】：森林动态演替过程的计算模拟历来是森林生态学中的一个重要问题。不同于传统宏观式的模拟思路,本文提出了一种基于个体植物生长模型的、自下而上的模拟方法。论文首先构建了参数化的个体植物生长模型。在此模型中,我们考虑并计算了植物内部属性、外部环境、邻域竞争三种影响因子对植物健康状态的影响;基于此可以定量计算出植物在单位时间中各生长特征(胸径、播种数量等)的变化情况,并判定植物的生长状态(生长、繁殖、死亡)。在个体植物生长模型的基础上,我们遍历计算一片森林的全部植物个体的健康状态,并对其生长过程进行迭代计算,从而实现对整片森林区域生长演替现象的模拟。实验表明,本文方法可以模拟出植被在复杂外部环境影响下的动态变化效果,可表现出自然稀疏、物种竞争、物种演替等多种典型的植被演替现象。由于本文方法是从个体植物入手的,可以提供个体植物的精确信息,因此可以很好地用于林地可视化模拟等应用之中,在三维景观模拟方面具有一定的应用价值。
【图文】：

２．２．个体植物生长模型的构建工作逡逑植物内部属性、所处的外在环境以及植物间的竞争三大因素会影响植物的“健康逡逑值”，进而决定植物的生长行为。在构建工作中，我们首先对以上三大因素进行分析逡逑和建模，从而给出“健康值”的计算方法，，最后讨论“健康值”影响植物生长的具体规逡逑则。逡逑２．２．１．植物的内部属性逡逑模型中所定义的植物内部属性描述了每种植物在生长、繁殖、死亡三种生长过逡逑程中所对应的参数。如，植物对环境和资源竞争的适应度与耐受度、植物的最大年逡逑龄和播种数量等等。在这其中，有两种属性最为重要，分别是植物的适应区间与植逡逑物的耐受区间，我们将这两种属性统称为植物对外界的适应性。逡逑１６逡逑

图２－３植物健康值随温度变化的曲线图逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋Ｔｈｅ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｐｌａｎｔ邋ｈｅａｌｔｈ邋ｖａｌｕｅ邋ｗｉｔｈ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逡逑如图２－３所示，在不同的温度区间内，植物健康值的变化情况有所不同。当环境逡逑温度温度值在植物的适应区间内，植物的健康值为１，植物的生长状况良好。当环境逡逑的温度值超过了植物的适应区间时，植物健康值的变化情况则存在着较大的差异。逡逑由于高温对植物生长的影响较大，即植物对高温的敏感度相对低温较高，因此期初逡逑随着温度的升高、下降，植物健康值在高温内的变化速度高于低温，且变化速度逐逡逑渐增大。而在低温环境中，当温度值超出了植物的耐受温度，健康值则继续快速变逡逑小。逡逑２．２．２．２．土壤ｐｈ值对植物健康值的影响逡逑土壤ｐｈ值在很大程度上影响着植物的生长。酸性或碱性物质会改变土壤的生物、逡逑１８逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S718.5;TP391.9

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本文编号：2633158