论文摘要
水土流失是我国最严重的环境问题之一，它极大地限制着水土流失地区的经济发展。作为流域综合治理三大措施之一的生物措施一直倍受水土保持工作者的重视。植被措施在治理水土流失上具有立体多点防侵蚀的特点。目前，植被建设成为恢复脆弱生态环境的主要措施。水土保持生物措施主要通过营造人工林防止各种形式的土壤侵蚀，而人工林的生长状况反过来影响其水土保持功能的发挥。为了更好地发挥水土保持林的水土保持功能，就必须充分认识水土保持植物的生长和结构特性。此外，对水土保持经济植物进行基于可视化模拟理论和方法的虚拟研究，有助于研究者非常直观地对植物的生长及形态结构进行研究，为水土保持经济植物的研究提供新的科学的方法。毛竹（Phyllostachyr pubescens Mazel ex H．de Lehaic）是我国特有的、最重要的经济竹种，此外，由于毛竹浓密林冠及发达的地下根系结构，同时具有良好的水源涵养能力和水土保持功能。本文以水土保持林学、经济林栽培学、测树学、数理统计学、虚拟现实技术、近景摄影测量学等学科为基础，以生态、经济、社会效益优良的水土保持树种——毛竹为研究对象，探讨了缙云山毛竹竹笋的生长规律，以及毛竹的地径、眉围、胸径、枝下高、株高等形态结构因子的相关关系并由此对毛竹的二维形态进行了虚拟可视化；此外，对毛竹形态参数的提取进行了摄影测量方法探讨。主要结论如下：（1）竹笋生长规律。毛竹竹笋的高生长非常迅速，其可以在几十天之内生长成竹，本研究测到了高达87.7cm的日最大净高度增长量；且竹笋昼夜生长量有所不同，夜间的生长量约为昼生长量的1.8倍。竹笋的高生长符合逻辑斯蒂曲线，反映出竹笋的生长分为渐增期、快增期和缓增期；曲线方程经过x2检验，拟合优度为R2=0.9682，表明方程拟合较好，预测值与实际值基本吻合，可以将方程用于对未来值的预测。（2）毛竹的胸径在组中值为10.1cm的组所占比例最大，达总样本数的23.68％，分布呈现中间比例大，两头小的状况，服从正态分布。毛竹节间直径自基部至稍部是逐渐变小的，变化过程可由线性方程y=ax+b进行拟合，a表示变化速率，所测样地之间的变化速率差别很小，由此说明缙云山毛竹生长地海拔、坡位、坡向等环境因子对毛竹生长特性影响很小。（3）在对所统计的毛竹胸径与一至七枝下高相关关系的分析中得出，胸径与枝下高均呈现出直线相关关系，表明：毛竹胸径愈大，枝下高愈高；此外，毛竹胸径与地径和眉围也均呈直线关系，充分说明了毛竹秆形呈匀速变化的三角形分布；在分析毛竹胸径与株高关系中，用直线、对数和二次曲线方程对胸径与毛竹全高进行拟合，均得到了较好的拟合优度，拟合优度R2分别为：0.9778，0.9875，0.9982。考虑到参数的数目和优度的比较，本研究认为，对毛竹胸径与株高的关系模拟，以对数函数方程表示较为合理。（4）通过近景摄影测量技术对毛竹的形态指标参数进行了试验研究，所得的摄影测量量测值与实际值相比，误差分别为：胸径0.98％、眉围-1.60％、枝下高0.34％，获得了较满意的效果。（5）利用竹秆和分枝的自相似，在上述所提取的毛竹形态结构参数的基础上，应用最基本的树木生成算法，二叉树算法，对毛竹的形态结构进行了简单的虚拟可视化。