福建柏树高-胸径-元线性模型的改进

利用收集的福建省安溪县白濑国有林场48组福建柏树高、胸径数据,按照常规方法建立了福建柏树高-胸径-元线性模型;在此基础上,引入Box-Cox变换,对该模型进行改进。经比较变换前后的因量残差的相伴概率值可知,变换前的相伴概率值Pr-=0．329,变换后的相伴概率值只-0．344,较前者提高0.015;比较变换前后的模型估测精度可知,变换前福建柏树高-胸径-元线性模型的估测精度为。4,=92．08％,变换后的模型估测精度A2=96．78％,较前者提高了4．70个百分点,福建柏树高-胸径-元线性模型得到改进。     

城市森林主要树种树冠尺度及生长空间需求

目的树冠的大小直接影响树木的生态价值,探明树种合理的生长空间需求对城市森林的规划建设与经营维护有重要意义。方法本文以合肥环城公园内优势度靠前的10个城市森林主要树种为研究对象,运用样方调查法,选取公园6个景区57块固定样地,在对冠幅、胸径及树高等数据调查的基础上,运用线性回归法、异速生长法,利用箱型图检验离群值,比较构建冠幅、树高与胸径的最优模型,并对树木最适宜生长空间大小进行预测。结果不同树种冠幅与胸径、树高与胸径均存在正相关关系,但对两种模型结果进行比较可以发现,除侧柏和栾树外,异速生长模型的决定系数(R2)均大于0.3,R2整体高于一元回归模型;均方根误差(RMSE)分布范围在0.2~0.3之间,整体上小于一元回归;F值除雪松外,均高于一元回归F值。综合比较结果表明,异速生长模型拟合度优于一元回归模型;不是所有树种的冠幅、树高都与胸径高度正相关,在10个树种的研究中,银杏、女贞和椤木石楠的冠幅-胸径模型的拟合度较高,R2分别为0.793、0.757和0.665;银杏、栾树和雪松的树高-胸径模型拟合度较好,R2分别为0.772、0.579和0.547;栾树、侧柏的冠幅-胸径模型相关性较低,R2分别为0.096和0.188;构树、刺槐和桂花的树高-胸径拟合度较差,R2分别为0.065、0.010和0.112;选择分位数回归对异速生长规律进行研究,构建10种树木的异速生长模型并在95%分位数回归下进行讨论,以树木平均胸径15cm为例,预测估算出当胸径为15cm时10种树木在适宜的生长空间中的冠幅和树高大小。结论本文构建的最优模型的参数估计值均显著,说明冠幅、树高变量对合肥环城公园内树木胸径的变化有明显影响,其中冠幅-胸径模型拟合精度略高于树高-胸径模型的拟合精度。      

白颜树冠幅面积生长量预测模型研究

以2块热带季雨林白颜树优势树种为研究对象,采用多元逐步回归方法,研究其组成树种的单株木冠幅面积年均变化量预测模型,因变量为单株木冠幅面积,自变量包括胸径、树高、枝下高、低叶高,共测定了24株树木,全部参加了建模,最终建立了白颜树的冠幅面积预测模型。结果表明,枝下高、低叶高和胸径是影响白颜树冠幅面积的重要因子;模型的调整决定系数为0.467;标准误差较小,为0.204,说明模型的可靠性大;模型的回归关系系数为0.005,回归关系统计意义明显;冠幅面积与胸径、枝下高、低叶高的P值检验分别为0.045、0.004、0.002,说明其回归关系显著,本文对冠幅面积变化量进行的回归预测模型是有意义的且具有一定的实用性。     

北京市13 个常见树种胸径估测研究

随着高分辨率遥感数据、LiDAR 技术在森林资源调查中应用的日益普遍,以及自动快速提取树木冠幅、树高 方法的日益成熟,需要建立新的树木模型来估测其他林分因子,以适应林业调查手段更新和发展的需求。在参考 国内外大量文献的基础上,选择常用的胸径鄄冠幅模型和树高鄄胸径曲线模型,根据北京市178 块森林样地调查数 据,建立了北京市13 个常见树种的胸径鄄冠幅模型,胸径鄄树高模型,胸径鄄冠幅、树高综合模型。结果表明:并不是 所有树种的冠幅、树高都与胸径有高相关性;13 个树种中,只有臭椿、雪松、栾树和加杨的胸径鄄冠幅模型的R2 大于 0郾7,胸径鄄树高模型R2 大于0郾5,胸径鄄冠幅、树高综合模型达到0郾8 以上;油松、杨树、槲栎、圆柏4 个树种的胸径鄄 冠幅模型的R2 小于0郾3;核桃、油松、火炬树、柳树、国槐5 个树种的胸径鄄树高模型R2 低于0郾3。并提出在下一步工 作中,把林龄,林分密度,立地条件如坡度、坡向、海拔、地位级等林分因子与树木冠幅、树高联合建立估测模型来提 高胸径估测的精度。该方法可用于现代遥感技术快速获取树木冠幅、树高之后,根据已有的数据库资料,用树种的 冠幅、树高估测胸径,再推算其他林分因子,实现森林资源的快速调查与更新。      

用分位数回归建立的混交林树高生长模型

依据黑龙江省大兴安岭地区落叶松白桦混交林的树高、胸径、活枝高以及树冠的东、南、西、北冠幅数据,利用最小二乘法建立了两树种树高与胸径、树高与活枝高之间的数学模型,并利用线性分位数回归方法建立了不同分位点(τ=0.10、0.25、0.50、0.75、0.90)两树种树高与胸径、树高与活枝高之间的数学模型,分析τ∈(0,1)间距相同的19个分位数点的两树种树高与胸径、树高与活枝高之间的数学模型,得出不同分位数点处胸径、活枝高与树高之间的关系,比较了对照组与间伐组数据所建立模型的差异。     

兴安落叶松天然林自然整枝特征及其影响因子

  目的  分析天然林自然整枝规律,确定表征自然整枝指标及其主要影响因子,为森林抚育、优化林分结构、促进自然整枝提供依据。  方法  以中幼龄兴安落叶松Larix gmelinii天然林为对象,利用32块样地共1 279株立木实测数据,以活枝下高、活枝下高占树高比例、死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差作为自然整枝指标同林木和林分因子进行相关分析,探讨不同结构林分自然整枝规律。在此基础上,进行逐步回归分析确定影响自然整枝的主要因子。  结果  兴安落叶松天然林的活枝下高、活枝下高占树高比例、死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差平均值分别为4.8 m、46.4%、2.8 m、25.2%、1.4 m。不同密度和聚集系数的林分自然整枝差异极显著(P＜0.01)。相关性分析表明:林木胸径、林木树高、林木冠幅、林木年龄、林分平均胸径、林分平均树高、林分密度、聚集系数等因子影响自然整枝。除死枝下高占树高比例以外,其他4个自然整枝指标均受多个因子的影响,但各因子所影响的指标不完全一致。其中,林分密度和聚集系数同死枝下高、死枝下高占树高比例、活枝下高与死枝下高差等3个指标呈显著负相关(P＜0.05),其他因子同自然整枝指标呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关。逐步回归分析表明:林木树高、林木年龄、林分平均树高和林分平均胸径是影响自然整枝的主要因子。其中,活枝下高主要受林木树高和年龄影响,活枝下高占树高比例主要受林木年龄影响,死枝下高主要受林分平均树高影响,活枝下高与死枝下高差主要受林分平均胸径和林木树高影响。  结论  林木树高和年龄、林分平均树高和平均胸径等4个因子为自然整枝的主要影响因子。活枝下高、活枝下高占树高比例、死枝下高、活枝下高与死枝下高差等4个指标能较好地表征自然整枝。其中,活枝下高、活枝下高占树高比例主要受林木因子影响,活枝下高与死枝下高差、死枝下高主要受林分因子影响。林分生长越好,越能促进自然整枝,但对死枝脱落速度无促进作用。林分密度和聚集系数的增加,不仅促进自然整枝,而且能够加速死枝的脱落。表5参26     

基于机载激光雷达的寒温带典型森林高度制图研究

以内蒙古根河市潮查林场境内的寒温带兴安落叶松原始林及其次生林为研究对象,利用机载激光雷达点云数据与地面调查的66个样地数据,采用不同算法计算样地实测树高(Lorey's高、冠幅面积加权树高和算术平均高)分别与基于双正切角树冠识别算法获取的LiDAR估测高(冠幅面积加权树高、算术平均高)和基于点云提取的百分位高构建树高回归模型(冠幅面积加权树高模型、算术平均树高模型和LiDAR百分位树高模型)。对比不同树高模型的训练精度与估测精度的差异,探讨双正切角树冠识别算法对本研究区的适用性;同时了解冠幅面积加权的样地实测树高与Lorey's高对林分平均高代表性的差异,确定最优解释变量,筛选最优树高模型,计算研究区森林高度空间分布图,为后续生物量和碳储量研究提供参考数据。结果表明:样地冠幅面积加权树高的模型训练精度和估测精度与Lorey's高的结果一致性较好,略低于Lorey's高的估测结果。LiDAR百分位树高模型中的50%分位高与样地实测树高相关性显著且回归模型拟合效果较好,其中,以Lorey's高为样地实测树高时模型的R2=0.869、RMSE=1.366m;以冠幅面积加权树高为样地实测树高时模型的R2=0.839、RMSE=1.392m;Lorey's高的50%分位高模型的估测精度最高,各独立验证样本点估测精度均高于85%,平均估测精度为94.73%,最高估测精度可达99.78%,其中混交林平均估测精度(96.72%)高于针叶林的平均估测精度(93.58%)。因此,选择Lorey's高的50%分位高模型计算研究区的森林高度空间分布。      

哈尔滨城市森林树木生长状况及各生长指标的相关性分析

[目的]研究哈尔滨市城市森林树木生长状况及各生长指标的相关关系,为指导城市树木管理、优化城市森林结构提供理论依据。[方法]在哈尔滨市建成区随机调查单位附属林、道路林、景观游憩林和生态公益林4种林分共220块样地,每块样地中分别取4~10株树木测量其树高、枝下高、冠幅和胸径周长等指标。[结果]哈尔滨市城市森林树木树高小于10 m近70%左右,枝下高绝大部分小于4m,冠幅小于50 m2的占总量的69%,胸径周长小于100 cm的树木约占80%,冠幅和胸径周长虽存有较大树木(冠幅250~325 m~2、胸径周长200~250 cm),但数量不到所调查树木总量的5%,且冠幅大小分布较离散。树高、枝下高、冠幅、胸径周长平均值分别为8.57 m、2.20 m、47.93 m~2、66.30 cm。4种指标之间呈显著正相关(P0.05)。对比4种林分发现,生态公益林树木的树高较其他3种林型高3 m左右,胸径周长长20 cm左右,道路林的冠幅小于其他3种林分6~11 m~2。[结论]哈尔滨市城市森林整体长势偏小,小冠幅树木居多,且林型间差别较大,今后应加强保护大树和抚育管理幼树。     

贡嘎山海螺沟冰川退缩区4种常见树种的异速生长方程

【目的】异速生长方程是构建林木生物量最简单常用的方法,本研究旨在为川西亚高山森林生物量及碳储量估测提供有效的研究方法,同时为异速生长模型优化以及植被原生演替过程研究提供基础依据。【方法】本文基于海螺沟冰川退缩区植被原生演替过程中主要树种的生物量实测数据,通过模型将树木的总生物量及不同组分(如枝、叶、树干、根等)生物量与胸径和树高等易测指标联系起来,建立了各树种总生物量及各组分生物量异速生长方程。【结果】引入树高(H)的二元模型拟合效果要优于一元模型,同一模型对地上和树干生物量估计精度要优于枝叶和地下生物量的估计。【结论】以D~2H为自变量的方程对树干和地上生物量的拟合效果更好,而以D~3/H为自变量的方程更适合枝叶和根的生物量拟合。在实际工作中,考虑到野外测量的难度,可以采用一元模型W=aD~b。本次构建的生物量异速生长方程对于青藏高原东缘亚高山森林生态系统生物量的估算以及植被演替过程中生物量的动态研究具有重要参考价值。     

刺槐立木地上生物量方程模型研建

以在河北省平泉县东山栽植的288株4年生菌料刺槐林为试验材料,以生长量因子树高、地径、冠幅以及地径平方与树高乘积为自变量,以立木地上部分(不含树叶)生物量即自然风干质量为因变量,应用SPSS 17.0软件对数据进行统计和回归分析,构建生物量估测模型。对初选出的20个估测模型采用决定系数R~2和SEE值进行模型拟合效果检验,优选出4个估测模型。对优选出的4个估测模型以总相对误差(RS)、平均相对误差(EE)、平均相对误差绝对值(RMA)和预估精度(P)进行预测精度验证,最后确定最优估测模型。结果显示,优选的4个估测模型为:以冠幅作自变量的线性方程y=4.746x-8.278、幂函数y=0.451x~(2.309)、对数函数y=14.867ln(x)-10.210和以地径作自变量的复合函数y=1.426×1.252~x,通过RS、EE、RMA、P预测精度验证,都可以用来预测刺槐地上部分(不含树叶)生物量。以冠幅作自变量的幂函数y=0.451x~(2.309)预测该生物量更为准确,预测精度更高,线性方程y=4.746x-8.278次之。相关性和回归分析表明,生长量因子树高、地径、冠幅相互之间均呈极显著正相关,冠幅与地径的相关系数高达0.905,冠幅与树高的相关系数最低,为0.695。对其线性回归方程检验后认为,以地径作自变量,以冠幅作因变量的线性方程y=0.282x+1.296,决定系数R~20.8,SEE值很小,可靠性比较高,可以通过地径来预测冠幅的大小。     

基于Richards方程的杉木树高生长模型

利用Richards生长方程构建杉木Cunninghamia lanceolata树高生长模型。以福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林为研究对象．基于15块杉木人工林标准地野外调查数据。在分析林分相对胸径（出）和相对树高（hR）规律的基础上,拟合了胸径．树高曲线、胸径一株数累积（％）曲线以及树高一株数累积（％）曲线。根据林分结构现状,应用SPSS20统计软件模拟了杉木树高生长模型。结果表明：在95％置信区间内,模型的相关指数达到了0．993,求得参数A=28．606,B=1．094．k=0．031,m=-0．466,且各参数的估计值符合杉木的生长规律。此模型大大提高了林木树高因子的模拟精度．并为实现森林资源的优化配置提供基础数据。图3表3参30     

手杖式测树仪研制与试验

为了在森林资源调查中能够便捷、快速、精准、高效地获取立木胸径和树高,设计研发了一种手杖式测树仪,其以固定长度手杖为主体,搭载智能手机和测树软件。该设备在传统林业调查装备理论的基础上利用了测树学、摄影测量学、机械加工学、机器视觉、影像处理等技术,通过智能手机影像处理软件实现了胸径的自动识别、测量、记录,并通过手动截取完整立木与所得胸径值演算树高等功能,可以统一编辑、存储、导出最终所得胸径树高。分析结果表明,该手杖式测树仪所得胸径和树高的编差Bias分别为0.29、0.48 cm,相对误差Bias%为1.5%、4.2%,RMSE均为0.70 cm,相对RMSE%为3.6%、6.1%,基本满足二类调查A类精度要求,具有一定的应用价值和推广潜力。     

主要气候因子对沿海防护林卷荚相思生长的影响

应用回归分析的方法,分析主要气候因子对沿海防护林卷荚相思树高、胸径生长的影响。结果表明,气候因子对沿海防护林卷荚相思树高生长的影响为年日照时数〉年最冷月平均气温〉月平均气温〉年最热月平均气温〉月均相对湿度;气候因子对沿海防护林卷荚相思胸径生长的影响为年日照时数〉月平均气温〉年最热月平均气温〉年最冷月平均气温〉月均相对湿度。其中,年日照时数、年最冷月平均气温、年最热月平均气温、月平均气温与卷荚相思树高和胸径的生长量有极显著的正相关关系。     

森林系统中林分因子的协整性分析及其协整系统建立的研究

通过对森林林分的2个重要因子--胸径和树高的随机系列分析发现,胸径为一阶单整Ⅰ(1),树高为二阶单整Ⅰ(2),它们具有协整关系,协整向量为(1, 0.733 4).从协整模型分析可以得到胸径生长有利于树高生长,所以在森林培育中更加注重胸径培育,在促进胸径生长的同时,促进树高的生长,最终达到整个林分的生长.     

马占相思22个家系生长规律及优良家系筛选

以福建省岩溪林场2002年营造的马占相思家系试验林为对象,在2005年、2006年和2007年调查了马占相思22个家系的树高、胸径和冠幅,以筛选优良家系。结果表明：家系1号、2号、6号、9号、12号生长较快,其树高较高,胸径较大,是速生能力较强的优良家系,为营林提供可行性依据。     

30年生不同生长势杉木的胸径和树高的生长动态

采用树干解析法获取3种不同生长势（优势木、中庸木、被压木）杉木的胸径、树高生长数据,利用ForStat的生长曲线模拟杉木的胸径模型和树高模型,结果表明,Richards生长曲线是分析杉木胸径和树高的适宜生长曲线;3种不同生长势的杉木胸径生长曲线和树高生长曲线均呈“S”状曲线,有较高的相关性。     

不同林龄杉木胸径树高与冠幅的通径分析

为了解杉木林分不同发育阶段冠幅因子的变化规律,以及胸径和树高对冠幅因子的影响程度,运用通径分析方法分析了福建将乐林场5种杉木纯林中胸径和树高与冠幅因子之间的关系。结果表明:1)冠幅的增长主要是在中龄到接近成熟这个阶段,冠幅范围主要在0.3~1.8 m;2)杉木林发育不同阶段的冠高率分布在区间0.3~0.9,总平均冠高率为0.50;3)胸径对冠幅具有显著的正向作用,且随着林分的发育,正向作用逐渐增强,树高只在幼龄和过熟阶段对冠幅起正面作用;4)胸径与树高对冠形率均具有显著的负作用,其中,对冠形率起显著作用的主要是树高,这种负作用在近熟林时最小,成熟林时最大。     

基于三维激光点云的树木胸径自动提取方法

胸径是评价林木生长状况的重要参数之一。针对接触式人工测量自动化程度低和基于点云的现有算法提取树木胸径精度不高的问题,提出一种基于点云数据的自动准确获取树木胸径的新方法。该方法以树木点云数据为基础,运用蚁群算法和B样条曲线拟合技术,实现树木胸径的自动准确提取。对实验区树木测量计算,结果表明,利用该方法提取树木胸径的均方根误差为±0.19 cm,平均绝对误差为0.15 cm,相对于基于点云的传统算法提取精度分别提高了50%和60.7%。该方法基于高精度点云数据,实现了树木胸径的无损自动提取,在精准林业领域具有推广价值。     

加格达奇3种森林类型树高-胸径的曲线拟合

基于加格达奇落叶松、樟子松、红松落叶松混合林共400个样本的树高、胸径实测数据,选用11个曲线模型,对模型参数求解,分析树高-胸径的相关性;并采用总误差、平均相对误差、误差及均方根误差这4项值验证拟合精度,探求3种树种的最优拟合模型。结果表明:树高和胸径相关性显著,基于11个模型的树高-胸径曲线拟合参数表明,幂函数模型为最优拟合模型,树高-胸径的关系符合异速生长规律。数据拟合精度的4项误差指标值表明,总体拟合效果理想,精度较高。     

基于冠幅的杉木人工林胸径和树高参数化预估模型

为了研究杉木生长与形态变量的关系,提高模型预估精度,本文根据福建省65块不同密度、林龄分布于6~35年的杉木人工林样地测量数据,选用了Richards理论方程,分别构建了杉木胸径和树高生长模型。在此基础上,分析理论方程中参数与冠幅(CW)的关系,建立两者间的关系函数;使用参数预估法构造胸径和树高的参数化预估模型,并对原模型和参数化模型进行模型检验、残差分析,讨论了冠幅与林木生长之间的关系。结果表明:胸径和树高Richards方程中,参数a与CW呈正比,参数b与CW呈反比,c则与CW呈现出类似正态分布的关系;与传统的理论方程相比,参数化模型提高了杉木胸径树高预估的精度。本文所构建的模型能间接反映林分因子的状态,同时对于分析林木竞争、光合作用、模拟林木三维可视化等方面也提供了一种模式。