6种生长方程在杉木人工林林分直径结构上的应用

对Richards等6种生长方程的数学解析性及其应用于杉木人工林林分直径结构模拟的理论依据进行了分析和探索,并应用此6种生长方程模拟了林分直径累积分布。发现在描述林分直径累积分布时,Richards方程绝大多数表现为Logistic型,Weibull方程的参数c均大于1,曲线存在拐点;除Mitscherlich式外,各生长方程的模拟精度均相当高,Richards、Weibull、Logistic、Gompertz、Mitscherlich、Kod等6种生长方程样本选优率依次降低;Richards、Logistic、Weibull、Gopertz、Korf及Mitscherlich等6种生长方程总体模拟精度依次降低;相对生长率表现为变量指数函数方程的精度较相对生长率表现为变量幂函数方程的精度高,且3参数方程的精度较2参数的高。     

树木直径的米切利希曲线生长模拟

本文在树木直径生长随机过程理论基础上,给树木生长方程以严格数学定义,并介绍米切利希(Mitscherlich)单分子式的理论方程的推导,特别利用由固定样地(包括解析木,生长量)样木的直径相关资料Y_n,Y_(n+1)导出直径生长方程的拟合法,这是天然混交林生长和演替的基础模型之一,并采用蒙得卡洛法模拟直径生长历程,用三维立体图象显示它的生长过程。     

以相对直径为竞争指标的单木直径生长模型研究

选择了Richards,Logistic,Mitscherlich,Gompertz,Modified-Weibull 5个最为常用的单木直径生长理论方程作为基础方程,采取再次参数化的方法将与林木生长密切相关的地位指数(SI)、林分密度(N)、单木竞争指标——相对直径(RD)等因子引入方程,对马尾松人工林的单木直径生长模型进行了研究。结果表明,采用该方法得到的单木直径生长方程具有很好的适应性和很高的预估精度,因为该方程中包含了林木的相对直径RD,当令RD等于1.0时,单木的直径生长模型就反映了林分的平均直径生长,这为从单木生长模型向全林分生长模型的耦合提供了一条途径。     

基于Weibull分布的林分结构可视化模拟技术研究

林分结构是林分生长和林分经营的理论基础,具有重要的生产实践和科研价值。以杉木人工林为研究对象,以30 m×30 m样地大小为例,以Weibull分布拟合林分直径结构,并进行x2检验。在已知林木算术平均胸径和林木株数的前提下,以C#语言为基础,结合Weibull分布模型、测树因子间关系模型、生物量估计模型、GDI+技术与MOGRE技术,实现了林分结构统计图表可视化模拟,并对林分进行了2维3维可视化模拟。结果表明:Weibull分布可有效拟合林分直径结构分布,可视化模拟技术使林分结构得到了更加直观高效的表达,为研究林分结构提供了新的技术手段,为提高森林经营管理水平提供了可视化决策平台。     

《书讯》

《理论生长方程与林分直径结构模型的研究》一书由中国林业科学研究院林业研究所首席专家张建国及课题组成员段爱国所著，2004年10月由科学出版社出版。该书系统阐述了理论生长方程与林分直径结构模型的研究现状及其进展。本书共分6章，围绕杉木人工林林分直径结构模拟和预测、优势高生长模拟及其多形地位指数方程的研制、Fuzzy分布函数的应用、直径动态变化规律和密度效应的关系等内容进行了论述，从方程一林分匹配性这一全新角度，提示了理论生长方程的解析性质和林分结构的实质特点，以期进一步推动理论生长方程及林分直径结构模拟和预测的研究，为杉木人工林的定向培育提供科学可靠的理论和实践依据。该书可供林学工作者和高校相关专业的师生学习、使用，定价38元，如有意购买者敬请联系，团购者价格从优。     

碳汇林主要建群种树高和胸径生长模型构建

依据湖南省碳汇林的主要类型,利用"八五"到"十二五"期间课题组自有研究成果,并进行补充调查;以碳汇林的17个主要建群种作为研究对象,综合考虑林分类型、立地状况、群落结构等因子布设固定样地194个,按径阶组划分不同的树高级用以选取目标径阶标准样木共计1 098个,采用树干解析木法,利用Richard、Logistic、Korf、Mitscherlich、Schumacher、Weibull等6种理论生长方程分别进行拟合。得出拟合效果最优的主要建群种树高和胸径生长模型,所有最优模型相关系数均达到了0.9以上,通过评价与检验,各模型均具有较好的拟合精度和预估水平。     

广东省常绿阔叶林生物量生长模型

[目的]研究林分生物量生长模型,以期估算区域尺度上的森林生物量。[方法]利用广东省五期森林资源连续清查数据(1997, 2002, 2007, 2012, 2017),以30个固定样地为研究对象(每块样地均有30株以上五期保留木,共计1 412株样木)。以Richards理论生长方程为基础,分别构建了基础生物量生长模型、含有林分特征的生物量生长模型、含有林分特征和立地条件的生长模型等不同形式的林分生物量生长模型,比较和评价了不同林分生物量生长模型的拟合效果。[结果]基础生物量生长模型拟合效果最差,调整决定系数R_a~2仅为0.475;将林分密度指标引入基础生物量生长模型后,拟合效果得到极大改善,R_a~2提高到了0.836;将哑变量引入含有林分特征的生长方程进行立地条件划分后,R_a~2达到0.961,拟合效果达到最优。[结论]含有林分特征的生物量生长方程一定程度反映了林分生物量生长与林分密度之间的关系,在此基础上划分样地类别进行参数分级,进一步提高了生物量生长模型的拟合精度,反映了不同立地条件下生产力之间的差别。     

基于Resistograph数据树木年轮的湿地松径向生长方程初步研究

以杭州低丘树龄25年的湿地松人工林样地为例,基于Resistograph数据树木年轮,采用Gompertz、Mitscherlich、Logistic和Richards四种理论生长方程及Weilbull概率密度函数模拟直径生长规律,并以综合决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)为参数选择适宜湿地松人工林径向生长的最佳模型,最后以最佳模型描述湿地松径向生长规律。结果显示:(1)木材阻力测试仪Resistograph可以无损、原位测量分析湿地松活立木的年轮宽度数据,为湿地松人工林径向生长规律研究提供一种估测的便捷方法;(2)利用R语言Optim函数得到湿地松直径生长的5个生长方程,其中Gompertz为模拟该湿地松人工林径向生长的最佳模型,决定系数R2大于98%,RMSE为0.17～0.98;(3)基于Gompertz生长方程绘制了湿地松生长速率及加速度曲线,显示湿地松人工林最大加速时间在5年前,拐点时间在6～12年,最大降速时间在11～21年。     

长白山阔叶林高产大径木林分结构及择伐周期优化研究

以红石林业局为研究对象,建立了长白山林区阔叶林高产大径木收获量和净收益优化模型,其中包括矩阵生长子模型,采伐成本和林木价格子模型。通过大量的省级固定样地资料,对林分生长转移概率模型和进界生长模型进行了参数估计,并对模型进行了比较和修正。林分结构优化模拟时综合考虑了林木最大保留直径(LDT),相邻径级立木株数之比(q),林分保留断面积(RBA)和择伐采伐周期4个因素。模拟结果表明,高产大径木的林分结构参数为:q=1.2、LDT=46cm、RBA≥26m2,采伐周期(C)为10–20年。表9参9。     

青海华北落叶松林直径结构及生长模型研究

根据青海海东地区华北落叶松林区30个标准地调查所得数据,分析各主要调查因子间相关关系,研究落叶松直径分布结构并建立落叶松直径结构模型、树干材积生长模型及林分蓄积生长模型。结果表明:青海海东地区华北落叶松直径分布运用β分布函数的拟合效果最好;青海互助北山林场华北落叶松整体处于中龄林且直径分布较为稳定集中;树干材积生长模型运用理查德模型(Richards)方程拟合效果最好,方程为:V=7485.5×(1-e~(-0.001T))~(2.99);皮尔森相关系数分析得出:林分平均直径、林分平均高度、林分平均年龄3个因子与林分蓄积生长相关性最为显著,拟合得蓄积量生长模型为:V=18.752×LnD+5.647×T+15.836×H-28.349。研究结果可为青海高寒地区华北落叶松科学化管理提供参考。     

日本落叶松人工林生长预测的全林分模型研究

以长岭岗林场日本落叶松人工林中的固定样地以及临时样地调查数据为基础，从模型间的相容性出发，建立了包含立地指数SI、林分密度SDI、林分断面积生长模型、树高曲线动态模型和林分收获模型的全林分模型系统，着重探讨了用Korf方程构造林分断面积生长模型时有关参数与SI和SDI的关系。     

水曲柳单木生长模型的研究

根据黑龙江省、市、县576块水曲柳固定样地的解析木数据,在水曲柳单木直径生长模型中引入林木大小、竞争和立地条件因素,采用回归的方法建立水曲柳单木直径生长模型。研究表明：水曲柳单木生长模型与该林木自身的大小（lnD）、林分平均胸径（Dg）、对象木直径与林分中最大林木直径之比（DDM）以及土壤有较大的关系。林木的直径越大其生长量越大;竞争因子DDM说明水曲柳单木直径越大;其定期生长量越小;立地因子土壤表明,土层越浅其生长的越快。模型的检验精度为94%,说明模型具有良好的拟合效果,可用于实际的生产中。     

黄藤人工林茎长分布模型的建立

对广西大青山黄藤人工林固定样地进行调查和收集资料,选择Logistic、Weibull和Richards3种理论生长方程,采用两次曲线拟合法分别描述母茎长和萌茎长结构规律,旨在建立黄藤人工林茎长分布模型.研究结果表明：Logistic方程对于描述母茎长和萌茎长结构规律均适合,Weibull和Richards方程则分别适合于拟合母茎长和萌茎长的分布特征;通过比较拟合效果,分别建立了Weibull和Logistic方程中的b、c参数与林分因子相关的参数预测模型,结合林分生长模型研制了基于两次曲线拟合的茎长分布模型.经检验,所建立的黄藤人工林茎长分布模型预测精度高,可在生产上应用.     

林分断面积生长模拟理论与技术研究

林分断面积是众多测树因子中的核心因子。文中对林分断面积生长规律及其模拟技术研究进展进行了综述, 分析了自然生长林分与间伐林分断面积生长的异同, 并重点从生长方程的选取、断面积模型的分类研制、研制途径及间伐指标、林分自变量及密度指标以及单木竞争指标等5个方面探讨了林分断面积模拟研究进展, 指出林分断面积生长模拟理论与技术领域存在的问题及未来研究重点, 以期为相关研究提供借鉴与参考。     

理论生长方程建立林分平均树高生长模型比较研究

通过常用7种理论生长方程的对福建省连续清查成果数据中的乔木林样地进行建模,比较各生长方程的拟合效果。结果表明杉木人工林和阔叶树天然林使用Mitscherlich方程建立的生长模型最优,马尾松天然林和阔叶树人工林使用Logistic方程建立的生长模型最优,马尾松人工林使用Richards方程建立的生长模型最优,杉木天然林使用Gompertz方程建立的生长模型最优。     

东北林区天然混交林的随机生长与演替模拟系统研究

从固定样地资料出发 ,构造地位指数函数、胸径生长历程函数、林分枯损函数等基础模型。在林分状态结构的极限分布是在正态分布条件下 ,建立林分状态动态结构的Weibull分布模型。通过建立密度、地位阻尼因子 ,实现基础模型向现行密度、地位模型的非线性过渡。通过定义树种重叠效应系数 ,成功地解决混交林按纯林模型有机的复合。本文以完全或不完全的初始胸径结构文件 ,形成t时刻的各组成树种广义林分结构向量。通过智能化模拟技术 ,重现 16 0年间红松林生长和演替过程 ,并完成区域性森林资源动态实时预测。     

基于林木多期直径测定数据的异龄林年龄估计方法

基于固定样地多期直径测定数据,拟合直径与年龄相关的生长模型,为异龄林年龄结构的确定提供估计方法。通过为第一期林木设置不同年龄初值的方法采集样地内各树种的直径与年龄坐标信息,采用不同直径生长方程对数据进行模拟,依据树高生长至1.3 m时的年龄t0,将拟合曲线在坐标内准确定位并用生长方程估计单木、径阶以及林分的平均年龄,对结果进行适用性检验和评价。结果表明:运用Richards方程分别拟合青冈栎、杉木、马尾松的直径与年龄的生长关系时,模型的相关指数R2分别为0.93、0.91、0.97,剩余标准差分别为1.18、0.78、0.37,平均绝对误差分别为0.80、0.61、0.31;该估计方法预测林分平均年龄的绝对误差最大值为2 a,相对误差最大值为8.2%;预测径阶年龄的绝对误差最大值为3 a,相对误差最大值为12.5%,平均绝对百分误差为5.1%;预测单木年龄的绝对误差最大值为7.0 a,相对误差最大值为29.3%,平均绝对百分误差最大值为14.8%。Richards方程在参数生物学意义以及模型拟合精度方面能较好地反映出各树种的直径与年龄生长的关系。研究提出的依据林木多期直径测定数据估计异龄林年龄的方法,预测林分平均年龄与径阶年龄的平均绝对百分误差小于10%,预测效果较好,其估计方法可以应用于科研和生产实践。     

秃杉人工林林分直径分布模拟的研究

以福建省连城邱家山国有林场19 a林龄秃杉中龄林为研究对象,以Weibull分布函数、Logistic理论生长方程、Gompertz理论生长方程进行秃杉林分直径累计分布模拟研究,采用线性回归方法求算参数,卡方检验方法检验模拟效果。结果表明:以相关系数最大为标准,则总体表现为Logistic方程最优、其次是Weibull分布函数、Gompertz方程较差。卡方检验显示Logistic方程的通过率为88.9%,Weibull分布函数的通过率为66.7%,Gompertz方程的通过率为22.2%。因此,今后研究秃杉人工林林分直径分布规律可采用Logistic方程。     

理论生长方程对杉木人工林林分直径结构的模拟研究

理论生长方程在林分直径结构领域的应用具有重要的理论和实践意义。为探寻影响理论生长方程模拟性能好坏的内外机制，从而有所选择和鉴别地使用理论生长方程，本文从林分及方程两个角度出发进行了探讨。结果表明：年龄、立地、密度、间伐强度等因素对Richards等6种生长方程模拟精度影响不明显，而不同方程间的模拟精度差异极明显；林分直径累积分布曲线的拐点存在一个主要区间(0．4～0．6)，生长方程拐点的取值情形与方程模拟精度的大小密切相关，方程最佳拟合曲线的有效拐点区间愈大、拐点精确度愈高，拐点有效性越大，则方程模拟精度越高。     

基于森林资源连续清查数据的西南地区云南松林分生长模型研究

为掌握西南地区云南松林分生长规律,以森林资源连续清查568块固定样地的云南松林分调查数据为基础,系统研究了云南松林分平均树高、林分断面积、林分立地指数、林分蓄积量因子与林分平均年龄、林分优势木平均高、林分公顷株数等的关系,建立了云南松林分断面积生长和林分收获预估模型。模型拟合结果表明,模型具有较高的精确度和稳定性,可应用于西南地区云南松林的经营管理和收获预估。