农林复合系统中核桃冠层结构动态模拟的研究

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1、分类号S718密级公开UDC学位论文农林复合系统中核桃冠层结构动态模拟研究ResearchonDynamicSimulationofCanopyStructureforWalnutinAgroforestrySystems李春友指导教师姓名孟平研究员申请学位级别博士专业名称生态学研究方向复合农林业论文提交日期2012年5月论文答辩日期2012年6月学位授予日期2012年7月答辩委员会主席评阅人北京·中国林业科学研究院万方数据万方数据学位论文农林复合系统中核桃冠层结构动态模拟研究学位论文作者李春友指

2、导教师姓名孟平研究员指导小组成员张劲松研究员申请学位级别博士专业名称生态学研究方向复合农林业论文答辩日期2012年6月23日中国·北京万方数据万方数据DissertationfortheDegreeResearchonDynamicSimulationofCanopyStructureforWalnutinAgroforestrySystemsCandidate:LiChunyouSupervisor:Prof.MengPingAssociateSupervisor:Prof.ZhangJinso

3、ngAcademicDegreeAppliedfor:Ph.DSpeciality:EcologyDateofDefence:June23,2012Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或

4、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名

5、：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：河北农业大学联系电话：18931202108电子邮件：LCHY0815@tom.com通讯地址、邮编：河北省保定市河北农业大学西校区园林与旅游学院，071000万方数据万方数据摘要农林复合系统在解决农林用地矛盾、改善生态环境、提高自然资源利用效率、促进农村经济发展等方面具有重要的实践价值。林木冠层动态模拟技术系统对科学预测复合系统结构，进一步开展功能与效应的预测评价，提高复合系统调控管理成效具有重要技术支撑作用。同时对比野外试验研究，模拟实

6、验能节约人力、物力和财力，提高研究水平和工作效率。核桃-作物/药草间作系统是华北石质山地重要的土地利用方式，也是当地退耕还林生态工程的主要模式之一，核桃复合经营系统林木冠层结构的动态模拟研究具有很好的代表性和实践应用性，有利于浅山丘陵地区不同类型脆弱生态区的经济和生态协调发展。在地处河南省济源市的黄河小浪底森林生态系统定位研究站的核桃试验地，自2008到2011年，通过核桃的生长发育观测和冠层几何结构观测，针对林木几何结构的相关田间实测技术及模型在形态学参数提取不易及时空分辨率不足等方面问题，从冠

7、层几何结构的三维形态特征参数测算和几何形态模拟两个技术关键入手，以生育期为时间尺度，基于大量实测数据，综合采用数理统计、分形理论及计算机可视化技术等理论和方法，对核桃复合系统结构进行了田间试验和数值模拟试验，主要结果包括以下几个方面：（1）应用多基线近景摄影测量技术，形成了包括植株三维坐标，以及植株主干高和胸径、侧枝长和基径、侧枝生长倾斜角度和伸展方位等冠层几何结构参数等方面测算在内的树木三维几何形态测量技术，为林木虚拟植物的实现提供了廉价而实用的林木几何形态数据和参数获取技术。该方法的测量及精度

8、基础是植株各部位的三维坐标测定，分析表明：X坐标的绝对误差0.000m~0.023m，平均为0.006m，相对误差0.000%~0.162%，平均为0.042%；Y坐标的绝对误差0.001m~0.032m，平均为0.006m，相对误差0.007%~0.240%，平均为0.047%；Z坐标的绝对误差0.000m~0.031m，平均为0.002m，相对误差0.000%~0.269%，平均为0.020%。测量精度完全满足了植物冠层几何结构数值表达的精度要求。I万方数据（2）建立了基于有效