应用混合效应法建立的杂种落叶松人工林单木冠幅预测模型

应用2015年调查的黑龙江省江山娇实验林场48块杂种落叶松人工林样地的4129株样木数据,分析了冠幅(C_W)与胸径(D_BH)的相关关系,选出较好的冠幅—胸径线性关系模型作为基础模型;经过再参数化分析,选入对冠幅影响较大的单木因子和林分因子构建冠幅的通用线性模型;再采用混合效应模型的方法建立精确的冠幅预测模型。结果表明:冠幅与胸径呈较好的线性相关,冠长率(C_R)、高径比(H_DR)和林分断面积(B_AS)对冠幅的影响最大,最终构建了样地水平的线性混合效应模型为杂种落叶松人工林单木冠幅预测模型。模型的修正决定系数R_a²为0.6567,比基础模型(R_a²为0.5701)增加了15.19%;均方根误差(R_MSE)和赤池信息准则与基础模型相比,均减少了10%以上;模型采用留一交叉验证法进行检验,其平均绝对偏差(M_AE)为0.3491 m、平均相对偏差绝对值(M_APE)为18.36%,拟合效率(E_F)为0.6164。考虑该模型的实用性,基于留一法,利用随机抽样,对比分析了不同样本量(2,3,4,…,30株树)对随机效应校正下的模型预测效果,结果表明每个样地随机调查5株树的冠幅,即可达到较好的预测效果。     

近天然落叶松云冷杉林单木枯损模型研究

为了预测近天然落叶松云冷杉林的生长和发展，该文建立了近天然落叶松云冷杉林中长白落叶松、红松、云冷杉、中阔和慢阔5个树种（组）的单木枯损模型。数据来自于20个长期固定观测样地，共得到12 853个观测数据，其中80%的数据用于建模，20%的数据用于模型验证。采用Logistic回归方法，考虑多重共线性逐步筛选出对枯损有显著影响的自变量；根据预测结果敏感度和特异度的最大和原则(MST原则)确定模型的概率阈值。结果表明:①起初胸径、竞争指数、林分密度、多样性指数、立地因子都是显著影响树木枯损的因子，但不同树种的影响因子各异。②起初胸径在所有模型中均极显著；竞争指数除在红松和慢阔模型中未进入模型外，在其他模型中均显著；林分密度和多样性指数在长白落叶松和慢阔模型中显著；立地因子在长白落叶松模型中极显著。③除红松、中阔模型由于参与建模数据过少而无法通过χ2检验外，其余分树种模型都有良好的解释性和预测性。④模型诊断的AUC值在0.618～0.815之间。因此，建立的不同树种的单木枯损模型可为近天然落叶松云冷杉林的生长预测提供依据。      

基于广义可加模型的气候对单木胸径生长的影响研究

基于吉林省汪清林业局落叶松鄄云冷杉林长期固定样地25 年观测数据,采用广义可加模型方法,建立了包含 气候因子的单木胸径生长模型,研究气候因子对单木胸径生长的影响及不同树种的响应差异。结果表明:生长 季逸5 益积温、生长季最低气温、年平均总降水量、月气温差以及年平均气温与年平均总降水量之比5 个气候因子 对该类型的落叶松、红松、冷杉、云杉、慢阔和中阔6 个树种(组)的单木的年平均胸径生长量都有显著的影响,但不 同树种组的气候响应变量和程度不同。对含气候和林分因子的全模型、仅含林分因子的部分模型以及仅含气候因 子的部分模型进行了统计分析,结果显示:3 类模型分别能解释50.8%、45.7% 和29.5% 的胸径生长变异,说明在 局部尺度气候因子对胸径生长的解释能力有限;影响胸径生长的主要因子是单木的期初胸径、大于对象木的断面 积之和、林分每公顷株数和林分断面积平均胸径。      

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。     

抚育间伐对冀北山地典型生态公益林林分生长的影响

在冀北山地选取典型生态公益林为研究对象,比较分析抚育间伐对其林木胸径、林分单株材积和总蓄积量的影响。结果表明:1)抚育间伐促进了林木胸径的增长,间伐林分各个树种的平均胸径均大于对照林分,间伐林分胸径年平均增长量(0.52cm)是对照林分胸径年平均增长量(0.28cm)的1.86倍;抚育间伐增加了林分大径阶林木的比例,使林分径阶分布更接近正态分布,且分散程度下降;2)抚育间伐后,各个林分的单株材积均得到了提高,其中落叶松白桦混交林中落叶松单株材积年增长量增加最大;3)抚育间伐后林分蓄积生长量(45.67m3/hm2·年)比对照样地(40.16m3/hm2·年)提高了13.73%;4)抚育间伐整体上降低了林分的总蓄积量,间伐样地林分总蓄积量平均值(69.997 1m3/hm2·年)比对照样地(93.997 9m3/hm2·年)降低25.52%。因此,抚育间伐有利于生态公益林林分结构的调整,促进林分保留木的生长,改善林分与生长有关的各种生态功能的提高。     

长白落叶松林冠空隙度随林木因子的变化

为了确定控制人工长白落叶松林林冠空隙度(crown shyness)的林分调查因子,调查了林分郁闭度、冠幅、冠长、树高、胸径、形数、相对密度及疏密度等因子,分析了不同林分因子与树冠因子之间的关系,并采用树冠空隙形状复杂性指数(C)分析了调查区域的林冠格局。结果表明:该地区落叶松林林冠空隙结构基本属于高形状复杂性,树木之间的竞争较大。林分郁闭度随着林分高的增加而减小,随着相对密度的增大而增大。树高达15m时,冠幅和冠长基本趋于平稳的状态。冠幅和冠长随着林分高和立地指数的增大而增大,但冠幅随着相对密度和干形的增大而减小,冠长随着形数的增大而变小。     

金沟岭林场云冷杉天然次生林空间结构

以构建Voronoi多边形和建立TIN三角网空间连接确认空间结构单元,采用混交度、大小比数、聚集指数、竞争指数和空间密度指数,分析汪清县金沟岭林场典型云冷杉天然次生林的结构特征。结果表明:云冷杉最常见的结构单元为1株中心与5株相邻木;林分平均混交度为0.71,树种隔离程度较高,属强度混交状态;林分平均胸径大小比数为0.513,林木处于中等竞争,林分大小分化适中;主要树种的竞争强度由大到小排序为冷杉、红松和云杉,冷杉作为优势树种竞争力强,生长活力一般;林分平均聚集指数为1.059,空间密度指数为0.521,林分整体处于随机向均匀分布过渡的状态;椴树、枫桦、红松、冷杉和云杉作为中心木,其周围的邻近木处于随机分布状态,其他树种单元处于均匀分布。     

智能手机单片摄影测树技术研究与试验

森林因子采集是林业观测的重中之重，智能手机为林业调查提供了新思路、新手段。为了更高效、精确的观测森林，以智能手机为载体，摄影测量学、测树学原理为理论基础，Java为开发语言，设计了一套单片摄影测树系统。系统仅利用智能手机的定焦镜头正直拍摄一张图像，即可进行单木的胸径、树高、材积的自动解算，同时，还可进行林分平均胸径、蓄积量和林分密度的自动解算。通过对200株立木进行胸径、树高、材积测量试验，对15块样地进行林分平均胸径、林分密度和林分蓄积量测量试验。结果表明，单木因子测量的相对偏差为4.95%～5.86%，相对均方根误差为6.09%～7.46%，林分因子测量的相对偏差为0.51%～1.46%，相对均方根误差为7.47%～8.6%。以上指标均高于传统林业测量的精度要求，该技术可以在林业调查中推广使用。     

长白山2种针阔混交林空间结构多样性研究

为研究云冷杉过伐林的恢复和保护,本文选取落叶松云冷杉林和云冷杉针阔混交林2个林分,应用传统林分直径因子结合空间多样性指数和空间结构参数的二元分布,对长白山落叶松云冷杉林和天然云冷杉林的整体结构进行分析。结果表明:1)云冷杉针阔混交林的径阶分布近似为反“J”型曲线,落叶松云冷杉林的径阶分布为多峰的反“J”型曲线,呈现出同代林的特征;2个林分的空间多样性指数分别为5.546 0和4.149 4。2)2个林分空间结构的二元分布特征差异不显著,落叶松云冷杉林中胸径和树高处于中庸且呈随机分布的林木所占比例为14%和13%,云冷杉针阔混交林中为11%和13%;落叶松云冷杉林分中处于强、极强度混交且胸径和树高占据中庸势态的林木分别占总林木的12%和10%,云冷杉针阔混交林中为13%和14%。3)落叶松云冷杉林分中处于不同优劣程度和混交等级的林木株数比例相差较大;云冷杉针阔混交林分中,相同混交状况的林木在不同优劣等级的株数比例相差不大,林分胸径和树高差异不明显。天然云冷杉针阔混交林处于相对稳定状态,落叶松云冷杉林需要采取抚育措施以提高其空间结构多样性。研究结果可应用于落叶松云冷杉林抚育设计,调整其林分结构,实现林分的空间结构化经营。      

甘肃小陇山森林生物量研究

为准确估计甘肃小陇山林区的碳库大小及碳汇功能,根据1 259块标准地和836株标准木资料,建立了锐齿栎等8种树种的各器官生物量回归方程,对小陇山不同林分的生物量进行了测定和研究.结果表明:小陇山林区锐齿栎、油松、栓皮栎、杨桦、落叶松、华山松、云冷杉、其他硬阔混交林等8类林分生物量依次为:84.047 2、 62.442 4、 81.774 7、 77.436 7、 68.998 2、 70.069 5、 96.486 5、 98.723 5 t/hm2; 各树种的单木生物量与胸径和树高之间均存在着紧密的相关关系;各种林分乔木层生物量与林分蓄积量,与林分平均胸径、平均树高及密度之间相关关系紧密.      

长白落叶松人工林单木冠幅模型

以黑龙江省伊春市朗乡林业局的49块样地共2 499棵长白落叶松为研究对象,基于区组和样地嵌套二水平构建非线性混合效应冠幅模型。从10种常用的冠幅—胸径模型中选出一种最好的作为建模的基础模型,从其他林分因子中选取与冠幅相关性较高的作为协变量参与建模。结果表明:与基础模型相比,混合模型的赤池信息准则(AIC)、贝叶斯准则(BIC)、负二倍的最大似然值(-2LL)和剩余均方根误差(RMSE)值均降低,调整决定系数(Radj2)提高,冠幅预测值的残差分布和密度分布相对更集中,说明模型的预测精度和拟合能力均有所提高。研究发现,以逻辑斯蒂模型作为基础模型,将树高、冠长率和高径比作为协变量,考虑区组和样地嵌套二水平的混合模型有利于提高冠幅模型的预测精度,从而有助于更好地模拟长白落叶松的冠幅胸径关系。     

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明：该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。     

贵阳二环林带主要经济树种造林密度研究

研究贵阳二环林带9个主要经济树种冠幅与胸径的相关关系,选择一元一次方程对其进行拟合,根据不同树种冠幅—胸径方程,推算其在林冠郁闭度为1.0时的造林密度,并制作林分密度表,探讨二环林带合理密度及其变化规律。     

长白落叶松优树选择效果的评价

利用黑龙江省林口县青山林场长白落叶松自由授粉子代林资料,分析和探讨了优势木、精选树的选择效果及遗传增益,并提出了合理的落叶松育种策略。优势木、中等木、劣等木3个等级的自由授粉子代林树高、胸径和材积等10个性状家系间差异都未达显著水平,亲本与子代性状相关也不显著,说明表型选择效果一般。优势木自由授粉子代树高、材积、冠型、干型等性状遗传力虽处于中低等水平,但优势木材积、树高等性状值仍具有一定优势,在早期缺少结实等数据情况下,还应重视优树选择。15年生时,精选树与优势木相比优势十分明显,树高、胸径和材积分别大4.8%、9.9%和23.2%。由于落叶松生长性状早晚相关显著,应采取能够获得遗传增益较高的1.5代无性系种子园的营建策略来大量生产优良种子。     

坡度对应用机载激光雷达估测人工针叶林单木参数的影响

以黑龙江省佳木斯市桦南县孟家岗林场为研究对象,利用2017年的机载激光雷达(ALS)数据构建冠层高度模型(CHM),探索坡度对单木参数估测的影响。研究区域内坡度分为4级,Ⅰ级为平坡:坡度<5°;Ⅱ级为缓坡:坡度5°~14°;Ⅲ级为斜坡:坡度15°~24°;IV为陡-急-险坡:坡度≥25°。每一级选取8块高郁闭度的人工针叶林样地(50 m×50 m),应用基于区域的分层横截面分析法(RHCSA)进行单木树冠提取,估测单木位置、树高和冠幅信息,利用目视解译的单木树顶和树冠作为参考数据进行精度检验(包括单木树冠提取精度和单木参数估测精度检验)。结果表明:不同坡度下单木树冠提取和单木定位估测均有显著差异(p<0.05)。其中,平坡上的单木树冠提取总体精度最高(均值为84.61%),陡-急-险坡上的总体精度最低(均值为41.31%);缓坡上的单木定位精度最高,平均的均方根误差为1.16 m,陡-急-险坡上单木定位精度最低,平均均方根误差为1.58 m。但是,不同坡度下单木树高和冠幅的估测结果差异并不显著(p>0.05)。因此,应用CHM进行单木参数估测时,虽然进行了地形标准化,但还是需要考虑坡度对单木树冠提取和单木定位的影响,而其对树高和冠幅的影响不大。     

基于修正函数的杉木人工林单木冠幅预测模型1）

在福建省顺昌县,选择50块不同林龄、密度和立地条件的杉木人工纯林为研究对象,采用修正方程法构建杉木单木冠幅模型。在冠幅－树龄潜在生长函数的基础上,以地位指数、林分密度、竞争指数和胸径作为修正变量,根据指数函数和幂函数的组合形式构建误差函数,基础函数与误差函数的乘积即为冠幅修正模型。结果表明：在16种组合的修正方程中,4项幂函数乘积组合的模型拟合效果最佳（ R2＝0．876）;使用未参与建模的数据对模型进行检验,检验结果显著;将修正模型与一元线性回归和多元线性回归模型进行对比分析,发现无论是决定系数还是残差值,修正模型的拟合效果最优,因此,修正模型可以更好地预测杉木冠幅生长。     

长白落叶松?水曲柳混交林冠幅预测模型

  目的  基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松?水曲柳混交林24块标准地的3 164株长白落叶松样木及3 574株水曲柳样木的数据，分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。  方法  通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水曲柳冠幅的变化规律及其与林木竞争因子的关系，从6种常用的线性和非线性基础冠幅模型中选取最优模型，并将混交比例S_i和树木在混交带内位置P作为哑变量，加入其他树木变量和林分变量，分别构建长白落叶松和水曲柳的冠幅模型，并对所构建的模型进行评价。  结果  长白落叶松和水曲柳冠幅在不同混交比例S_i和混交带不同位置P下差异显著；冠幅与DDH（林木胸径与林分优势木胸径之比）和HDH（林木树高与林分优势高之比）成正相关，与大于对象木的胸高断面积之和（BAL）成负相关，与距离无关的竞争因子可以反映树木的竞争压力，对冠幅具有影响；长白落叶松冠幅与冠长率（CR）成正相关，与高径比（HD）成负相关；水曲柳冠幅与水曲柳优势木平均高（H_0Fra）成正相关，与高径比（HD）成负相关。包含混交比例哑变量S_i和混交带位置哑变量P的长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合冠幅（CW）的R_a2分别为0.564 2和0.545 9，加入树木变量和林分变量后长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合CW的R_a2分别为0.674 5和0.589 6。  结论  包含混交带位置哑变量P、混交比例哑变量S_i、树木变量（CR和HD）、林分变量（H_0Fra）的长白落叶松和水曲柳冠幅模型具有较好的拟合效果及预测精度。因此，本研究所构建的冠幅模型可以很好地预测混交林内长白落叶松和水曲柳的冠幅，为进一步研究混交林树木树冠结构奠定了基础。      

长白落叶松速生种群生长特点的调查分析

通过对柴河林业局头道林场的一块８年生的速生长白落叶松人工林树高和胸径的生长最调查，着重分析和比较了速生林分的总体平衡生长量与常规林分以及有关的研究资料之间的相对差异。研究初步确定了该速生林分的平均树高和平均胸径分别为４．３１ｍ和４．３４ｃｍ，较高龄常规林分提高４０％和５０％左右，速生林分在造林３ｄ后总体平均树高年生长量均达１．０ｍ／ａ以上，并有逐年上升的趋势。另外，该速生林分总体平均树高和胸径与长     

造林密度对峦大杉生长形质及林分分化的影响

为探讨不同造林密度对峦大杉人工林林分生长形质及林分分化的影响,选用福建武平8年生不同造林密度(2 700、3 000、3 300、3 600株·hm-2)峦大杉人工纯林为研究对象,对林分生长形质及林分分化等系列性状指标进行调查分析,并应用主成分分析法进行综合评价。结果表明:造林密度显著影响着峦大杉平均树高、胸径、冠幅、单株材积、林分蓄积等5个生长性状;造林密度显著影响着峦大杉的圆满度、冠长率、高径比、枝下高、胸高形数等5个形质性状;造林密度显著影响着峦大杉相对胸径的变异系数和Ⅱ、Ⅲ级木以下株数比例,表明峦大杉生长形质及林分分化有着显著的造林密度效应。随造林密度的增大,峦大杉的平均树高、胸径、冠幅、冠长率、单株材积均呈现逐渐降低的变化规律、表现出抑制效应;而林分蓄积、树干圆满度、高径比、枝下高、胸高形数等形质指标以及相对胸径的变异系数,Ⅱ、Ⅲ级木以下株数比例等林分分化指标均呈现逐渐升高的变化,表现出促进效应。造林密度对峦大杉的造林保存率、树干通直度、尖削度无显著影响。造林密度显著影响峦大杉综合得分值,表明合理造林密度的必要性。综合8年生峦大杉生长形质以及林分分化情况,造林密度2 700株·hm-2的峦大杉总体生长表现最好,有利于峦大杉大中径材的培育,并适时间伐、抚育。