长白落叶松人工林林分模型的应用

根据在牡丹江地区所调查的16块固定标准地和16块临时标准地的材料以及树干解析数据资料,基于Korf-A型理论生长方程,从林分密度理论和动态林分生长与收获等角度对长白落叶松(LarixolgensisHenry)人工林林分生长和收获模型及应用进行了研究。采用参数化的方法将立地密度因子引入Korf-A型方程,建立了林分断面积生长模型,其渐近参数主要受立地条件影响,而曲线形状参数和生长速率参数则与林分密度和立地条件均有关。以落叶松人工林林分断面积生长模型为核心的全林分模型系统,由满足相容性原则的6个模型所组成:①立地指数曲线;②林分最大密度线;③林分密度(SDI)动态预估模型;④树高曲线动态预估模型;⑤林分断面积生长模型;⑥Schumacher式林分收获模型。采用该模型系统可以模拟不同立地条件(SI及N0)下的林分平均胸径(DBH),平均树高(H),每公顷株数(N),林分断面积(G)和林分蓄积量(M)的生长过程。所建立的林分密度动态模型,预估模型及林分生长和收获模型,可以从单木和林分两个决策水平上模拟落叶松人工林林分动态发育过程,为进一步建立林分经营模型及合理经营长白落叶松人工林提供了良好基础。     

基于度量误差方法的杉木储备林间伐与未间伐林分生长模型研究

利用湖南永州金洞林场储备林数据,以Richards式和Schumacher式为基础模型,引入经营措施的哑变量,建立基于传统方法和哑变量方法的林分断面积和蓄积生长模型方程组,采用非线性度量误差方法拟合模型参数。经检验,哑变量方法建立的林分断面积和蓄积生长模型的决定系数和预估精度比传统方法建立的生长模型有所提高,而各项误差相应减少,且模型回归效果显著,残差分布更集中于横轴两侧。基于哑变量方法拟合出的林分断面积和蓄积生长模型不仅考虑了抚育间伐对林分生长过程的影响,而且采用非线性度量误差方法联立方程组求解模型参数,也使得林分断面积和蓄积生长模型更具有相容性和一致性。     

基于哑变量的日本落叶松生长模型研究

【目的】研究北亚热带高山区和暖温带中山区日本落叶松的生长过程,并建立其生长模型,为精确掌握日本落叶松生长过程、科学经营日本落叶松人工林提供参考。【方法】应用北亚热带高山区和暖温带中山区96株日本落叶松解析木数据,根据区域特征引入哑变量的概念,综合运用Excel 2003、ForStat 2.1及SPSS 16.0等软件进行数据处理和生长模型的拟合,分别建立含有哑变量的日本落叶松胸径、树高和材积生长模型。【结果】2个区域日本落叶松的胸径、树高和材积生长情况没有明显差异。含有哑变量的Richards方程对日本落叶松胸径、树高生长拟合效果最好,R2分别达到了0.996 6和0.995 5,均方误差为0.163 2和0.207 7,平均绝对残差为0.349 1和0.436 7;材积生长模型的拟合结果以含有哑变量的二次函数最为理想,R2为0.997 979,均方误差为0.000 018,平均绝对残差为0.003 276。通过对模型的独立性检验,胸径、树高和材积生长模型预估精度均在90%以上。【结论】建立了日本落叶松胸径、树高和材积的哑变量生长模型,该模型可以用来描述北亚热带高山区和暖温带中山区日本落叶松的生长规律,预测其生长指标,解决了不同区域单独建模模型不相容的问题。     

基于混合效应的兴安落叶松单木断面积生长模型研究

森林生长观测数据通常具有连续重复观测的特点,传统方法会得到有偏的参数估计,为准确预测兴安落叶松林分的生长动态,建立预估精度较高的林分生长收获混合效应模型,以期为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松的生长和经营提供科学依据。基于内蒙古大兴安岭地区第六次至第九次（2003-2018）全国森林资源连续清查数据,筛选出以兴安落叶松为优势树种的样地626块,样木株数60 279株。其中501块样地的47 524株兴安落叶松数据用于构建兴安落叶松的胸高断面积生长预估模型,采用剩余的125块样地的12 755株兴安落叶松数据对构建的模型进行独立检验。结果表明,胸径的倒数（1/DBH）、每公顷株数（NT）、比对象木大的胸高断面积之和（BAL）、坡度和坡向的组合（SLcos）对天然林内兴安落叶松的生长有显著影响。相比于传统的基础模型,考虑样地效应的混合效应模型显著地改善了胸高断面积生长预估模型的表现,决定系数（R²）从0.353 7提高到0.488 6,平均绝对误差（Bias）和均方根误差（RMSE）均显著减少。混合效应模型优于传统的基础模型,模型有一定的生物学意义和统计可靠性。     

Reineke密度指数在日本落叶松林分自然稀疏模型研究中的应用

在日本落叶松林分生长模型研究的基础上,用Reineke定义的密度指数模拟了日本落叶松同龄林的自然稀疏模型和日本落叶松不同初植密度的自然生长过程表,这为日本落叶松人工林的密度管理提供了有力工具。     

小陇山林区日本落叶松人工林全林整体模型的建立与验证

按照营造日本落叶松林立地条件进行划分,将适宜、较适宜和不适宜分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级。选择不同立地类型的幼、中、近、成4个林龄段的典型日本落叶松林分在2008年分别设置面积为20 m×30 m的样地, 2013年和2015年进行了复测,固定样地取自未被人为干扰及未遭受自然灾害的自然生长的林分样地33块,采用ForStat2.2软件进行拟合计算。建立了小陇山林区人工日本落叶松林的8个林分整体生长预测模型,各参数的平均相对误差和相对均方误都<6.5%。获得的全林整体模型可对小陇山林区不同条件下的日本落叶松林分的生长进行预测,可对间伐进行预测分析,绘制不同立地指数条件下的林分密度控制图,从而指导小陇山林区日本落叶松林分的经营活动。     

数量化理论Ⅰ在日本落叶松立地质量评价中的应用

在综合分析影响日本落叶松生长发育的环境因子的基础上,选择了6个立地因子,运用数量化理论Ⅰ方法,构建了辽宁省东部地区日本落叶松立地质量评价模型。该模型可对辽宁省东部地区日本落叶松立地质量进行数量化评价,为辽宁省日本落叶松的经营管理提供了理论依据。     

辽东地区日本落叶松立地分类和立地质量研究

通过对辽东地区日本落叶松林的调查,利用数量化理论Ⅰ确定了辽东地区日本落叶松生长发育的主导环境因子为海拔、土层厚度和坡向,并构建了辽宁省东部地区日本落叶松立地质量评价模型,检验结果表明达到了精度要求。利用这一模型可对辽宁省东部地区日本落叶松立地质量进行数量化评价。     

华北落叶松林分生长模型模拟与预测研究

为掌握华北落叶松人工林林分生长规律,采用林分特征因子年龄、立地指数、密度以及材积建立林分生长模型,根据非线性模型研究方法,获得了林分平均树高模型、密度指数模型、断面积模型和收获模型,且预测精度均达到了80%以上。这说明华北落叶松人工林林分模型不仅具备较高的模拟效果,而且具有较高的预测精度,在生产实践中,为华北落叶松人工林的经营管理提供了基本的理论依据。     

正常收获表的研制

本文利用兴安落叶松幼、中龄林一般临时样地材料,研究了正常收获表的编制方法。根据森林生长理论,把正常林分定义为“生长模型中生长率系数最大的林分”。又根据Von Bertalanffy生长理论和相对生长法则,用理查德生长方程描述林分断面积的生长曲线。从而导出的系数k是生长率参数。由定义正常林分可视为k值最大的林分,所以提高k值可求正常林分断面积生长曲线,编制出正常收获表。     

基于度量误差方法的油松林分生长模型

为掌握北京地区油松Pinus tabulaeformis生长过程,建立相容的断面积和蓄积模型,通过引入间伐林分与未间伐林分的哑变量,分别建立林分断面积、林分蓄积生长模型,然后从相容的角度出发,建立林分断面积、蓄积量的误差变量联立方程组,并与不含哑变量的传统生长模型的误差变量联立方程组进行比较。经检验,传统误差变量联立方程组中林分断面积和林分蓄积生长模型的预测精度都在92%以上,对油松林分断面积的预测精度高达0.921 5,决定系数高达0.900 1,对油松林分蓄积量的预测精度达到了0.928 3,决定系数高达0.912 3,而引入哑变量的误差变量联立方程组中,模型的预测精度和确定系数稍高,均在93%以上,对油松林分断面积的预测精度高达0.939 8,决定系数达到了0.927 9,对油松林分蓄积量的预测精度在0.930 0以上,决定系数达0.932 8。这说明引入哑变量,一定程度上提高了模型的预测精度,而且所建模型比较合理,形式相对简单,便于应用,不仅使得林分水平上的林分断面积、蓄积量的预测结果具有相容性,同时还考虑了间伐措施对林分生长的影响,达到了林分生长与收获模型整体化研究的目的,为林分的经营管理提供了可靠依据。     

河南省栎类和杨树林分断面积和蓄积生长模型构建

目的建立河南省栎类和杨树林分断面积和蓄积生长模型,为森林可持续经营提供基础数据。方法基于河南省最近3期一类森林资源清查数据,从9个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。以树种和立地等级作为哑变量,构建林分断面积和蓄积生长模型。结果利用全部样地数据拟合9个备选模型,断面积和蓄积最优生长模型都是Richards形式的模型,决定系数均在0.92以上。引入树种和立地等级作为哑变量后,与基础模型相比断面积和蓄积生长模型拟合精度都有所提高,其决定系数分别为0.98和0.94。结论带树种和立地等级的哑变量模型能同时反映河南省栎类和杨树林分断面积和蓄积生长规律,既减少了建模工作量,又提供了不同林分合并建模的方法。河南省栎类林分断面积和蓄积生长极限值高于杨树;相同林分密度条件下,栎类早期生长速率低于杨树,且栎类和杨树的生长速率均随着立地质量的下降而降低。      

利用Weibull分布描述日本落叶松的直径结构

利用W e ibu ll分布对日本落叶松直径结构进行研究。根据检验结果表明:拟合效果良好,并据此建立起了a、b、c参数的预测模型。提出了日本落叶松人工林林分结构合理分布的理论参数,为合理经营日本落叶松人工林提供了科学的理论依据。     

结构方程模型在落叶松林经营中的应用

研究林分结构因子、立地因子、林分密度因子之间的关系对促进林分生长及改善经营措施具有重要意义。数据处理采用SPSS17.0和AMOS7.0数据统计分析软件完成。结果表明:海拔是影响落叶松人工林生长的主要环境因子,其与林分平均地径、林分平均胸径、平均树高和林分断面积相关系数分别为0.51、0.54、0.59、0.62,且达到0.05显著水平;运用观测变量交叉积协差阵建立了华北落叶松人工林结构方程模型,得出了各因子与林分结构因子、立地因子、林分密度因子相关关系及各潜在变量之间相关系数分别为0.863、0.681、0.706,经检验各指标值均表明模型适配性较好,模型在应用过程中应以改善立地质量为基础,协调林分结构因子、立地因子、林分密度因子之间关系。      

组合预测法在林分断面积生长预估中的应用

林分断面积生长模型的研究是林分因子建模中的主要对象,研究提高林分断面积生长模型的预测精度十分重要。组合预测法能够对不同模型的预测结果进行组合,把不同模型的预测误差分散化,从而提高预测精度。基于北京山区油松定期清查数据,根据残差的方差最小原则确定组合预测中各模型的权重,将单木水平预测所得的林分断面积与林分水平预测所得的断面积进行组合预测。结果表明:组合预测法预测林分断面积的精度比单一水平(单木水平、林分水平)预测的精度都高,同时组合预测法也改进了林分断面积预测模型的兼容性。     

基于混合效应的杂种落叶松人工幼龄林单木枯损模型

目的利用固定间隔期复测数据,运用不同方法建立杂种落叶松人工幼龄林单木枯损模型,为确定杂种落叶松合理的经营措施和推广应用提供依据。方法基于2003—2015年黑龙江省江山娇实验林场48块样地的复测数据,通过Logistic模型,利用全子集法和最大似然估计构建杂种落叶松单木枯损模型。使用列联表分析和分类率-阈值散点图,确定枯损模型预估时的最佳阈值。引入随机参数,构建样地水平广义线性混合模型。模型估计方法为自适应积分最大似然估计,模型筛选指标为Akaike信息标准(AIC)、贝叶斯信息标准(BIC)以及-2倍对数似然值。通过计算绝对平均偏差(Bias),绘制ROC曲线以及模型预估枯损率与实际枯损率直方图对两种模型的预测结果进行评价比较。结果包含单木(林木胸径,DBH;胸径平方,DBH2)、林分(林分断面积,BA)、竞争(大于对象木树木断面积之和变形,BALD)3个水平变量组合的单木枯损模型拟合效果最佳。杂种落叶松枯损主要发生在小径阶且相对竞争较大时。单木枯损概率随DBH增加逐渐减小,随BALD、BA增加而逐渐增加。最佳阈值有效提高了模型预估效果,方差-协方差结构为无结构矩阵(UN)时,四参数混合模型的拟合结果最佳,其预估的林分枯损率更接近实际林分枯损率。结论混合模型能够更有效地描述和预估杂种落叶松的单木枯损。阈值分析是提高二分类模型预测准确性的有效方法。杂种落叶松作为速生树种,幼龄时期应适时进行抚育间伐以减少枯损发生的概率。      

落叶松人工林林分结构与数量成熟龄的研究

利用直径分布的偏态指标及Weibull分布模型,分析现有落叶松人工林的结构状况,提出了落叶松人工林林分结构合理分布的理论参数和相应的经营措施。并以此为基础,通过分析林分生长过程,得出落叶松人工林的数量成熟龄,为合理经营利用落叶松人工林提供了科学的理论依据。     

基于哑变量的油松人工林和天然林生长模型

为准确掌握油松生长过程、改善油松经营管理模式,利用北京地区油松连续清查数据,在Richards模型基础上,考虑林分起源的差异,在模型中引入哑变量,建立北京地区不同林分起源相容性油松林分生长模型。结果表明：所建立的含哑变量的油松生长模型,对油松林分生长模型的拟合效果较好,决定系数高达0.9380和0.9918;油松蓄积量的拟合效果比断面积好,人工林的拟合效果高于天然林。用检验数据对模型进行适应性检验,林分断面积和蓄积量生长模型的预估精度均在90％以上。     

日本落叶松林分材种出材量预测模型和出材量表的研究

引用影响林分材种收获量的主要因子胸径、林龄、立地指数为参数,采用多因子综合描述的方法,建立了日本落叶松林分材种出材量预测模型H＝α1D^a2A^a3si^a4,V=α1D^a2H^a3。并在此基础上研制了同一立地等级、不同龄阶下各径阶材种出材量表,该表可为及时准确地掌握林分的材种结构及变化、进行林分材种结构调整、落实限客伐森林面积提供重要依据。