3种标准树高曲线建立方法的比较

【目的】比较3种标准树高曲线建立方法的优劣,为选择适宜的标准树高曲线建立方法提供依据。【方法】以福建省将乐县国有林场29块杉木人工林实测数据为依据,采用传统非线性模型、BP神经网络模型、非线性混合模型分别建立杉木标准树高曲线模型,以决定系数R2、均方根误差RMSE以及平均绝对残差|珚E|作为模型评价和检验指标,对比分析三者的拟合效果。【结果】从拟合精度来看,非线性混合模型、BP神经网络模型、传统模型的决定系数分别为0.916 1,0.904 8和0.889 7,RMSE分别为1.652 9,1.761 2和1.895 4,|珚E|分别为1.205 9,1.291 7和1.400 1;从预测精度来看,三者的决定系数分别为0.941 5,0.935 2和0.918 3,RMSE分别为1.361 8,1.432 2和1.609 0,|珚E|分别为0.989 8,1.030 5和1.142 8。【结论】3种方法均能较好地模拟杉木树高的生长,BP神经网络模型与非线性混合模型的拟合精度和预测能力均较传统的非线性模型好,但非线性混合模型略优于BP神经网络模型。     

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。     

哑变量在燕山地区华北落叶松人工林生长模型中的应用1）

以燕山地区华北落叶松人工林为研究对象,在收集大量临时样地和解析木资料的基础上,筛选出合适的数据,根据承德市隆化县林管局、木兰林管局和塞罕坝机械林场3个地方的地区特征引入哑变量的概念,利用非线性回归的方法对华北落叶松人工林胸径、树高、材积生长过程进行拟合,结果显示3个地区华北落叶松人工林的胸径、树高、材积生长量没有显著差异。基于哑变量建立了3个地区华北落叶松人工林的胸径、树高、材积生长模型。结果表明：含有哑变量的Schumacher模型对华北落叶松人工林胸径、树高生长过程的拟合效果最好,决定系数R2分别达到了0．9941和0．9929,残差平方和分别为4．7339和6．8849;含有哑变量的二次函数对华北落叶松人工林的材积生长过程拟合最好,决定系数R2为0．9928,残差平方和为0．0023。通过对所建立生长模型的适应性检验,结果表明残差分布比较均匀,预估精度都达到95％以上,说明模型的预估效果比较好。     

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。     

番鸭体重生长非线性混合效应模型评价的研究

【目的】定量描述和估计本地番鸭体重生长的轨迹和参数。【方法】本研究对116只番鸭进行了21 weeks的饲养和观测;利用5种生长函数(Gompertz、Logistic、Von Bertalanffy、Richards和Brody)拟合了番鸭体重生长的非线性混合效应模型;分别计算了这些模型的8个生长参数(成熟体重、拐点日龄、拐点体重、初生体重、绝对生长率、相对生长率、绝对成熟率和相对成熟率);根据信息准则、误差方差的大小和生长参数估计值的准确度,比较了不同模型间的拟合和估计结果。【结果】与非线性固定效应模型比较,5种非线性混合效应模型拟合的番鸭体重生长方程和估计的8个生长参数,其准确度整体上提高了许多;全群番鸭体重生长Gompertz非线性混合效应模型,其信息准则最小,误差方差减少量达99.92%;雄、雌番鸭体重生长Richards非线性混合效应模型, 其信息准则最小,误差方差减少量分别是89.80%、91.81%。【结论】Gompertz和Richards非线性混合效应模型分别是评价全群和雄、雌番鸭体重生长的最优模型。     

黔中马尾松木荷混交林树高-胸径模型

【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据,构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型,在此基础上,将树种作为哑变量引入,选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性,并采用决定系数(R²)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】(1)马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。(2)将树种作为哑变量引入模型后,各模型拟合精度均高于全林木基础模型。(3)OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96),局域Moran’I分布图中存...     

不同起源马尾松与杉木林分树高曲线的拟合及对比

【目的】选择7种模型拟合同一立地条件下马尾松和杉木人工林与天然林的树高生长曲线,并从中选出最优模型,为福建省马尾松和杉木人工林与天然林的合理经营奠定基础。【方法】基于福建省第7次森林资源一类清查数据,以同一立地条件下639株(人工林326株、天然林313株)马尾松标准木及687株(人工林498株、天然林189株)杉木标准木为研究对象,利用二次项方程、幂函数方程、对数方程、S曲线方程4种经验方程及Richards模型、Logistic模型、单分子式模型3种理论方程,拟合马尾松人工林和天然林、杉木人工林和天然林4种林分类型的树高曲线,并以调整决定系数、均方根误差、总相对误差和预估精度为评价指标,选择4种林分类型的最优树高模型。【结果】马尾松人工林与天然林分别以幂函数方程、二次项方程拟合效果较好,预估精度分别达到96.812%和96.474%;杉木人工林和天然林用Richards模型拟合效果最好,预估精度分别达到96.742%和96.495%。【结论】通过比较分析,获得了最适合模拟马尾松和杉木人工林与天然林的树高生长曲线模型。     

基于林木分级的大兴安岭天然兴安落叶松树高曲线研究

【目的】基于林木分级构建大兴安岭地区兴安落叶松的树高曲线模型，为该地区兴安落叶松的生长规律提供理论依据及森林可持续经营提供技术支撑。【方法】以大兴安岭地区翠岗林场56块固定样地数据为基础，根据单木相对直径(d)把林木分为了优势木、平均木、被压木3个等级，依据调整决定系数(R_adj² )最大、均方根误差(RMSE)和赤池信息量(AIC)最小的标准筛选出天然兴安落叶松各等级林木的最优树高曲线基础模型，并进一步评价和比较分位数回归和哑变量回归对兴安落叶松不同等级林木树高曲线模型模拟精度的影响。【结果】天然兴安落叶松树高曲线的最优基础模型均为Wykoff方程；当将林分分级哑变量同时添加在Wykoff方程的参数a和b上时，模型的拟合效果最好,其中兴安落叶松树高曲线模型的调整系数(R_adj²)、均方根误差(RMSE)和赤池信息量(AIC)分别为0.858 8、1.642 4和2 081.902；兴安落叶松中的不同等级林木对应的最优分位数模型与林分整体无差别，均表现为中位数模型最优(即τ=0.5)，其树高曲线的3...     

日本落叶松种源对树高生长模型参数的影响

以湖北省宜昌市大老岭林场日本落叶松(Larix kaempferi(LAMB.)Carr)种源试验林为研究对象,利用林龄树高数据,应用哑变量方法把种源效应引入Richards方程和Schumacher方程的对数线性回归形式,研究了7个日本落叶松种源对树高生长模型参数的影响。结果表明:Schumacher模型的检验结果,种源对树高生长模型斜率参数或截距参数有显著影响,并且更倾向于种源效应对截距参数的影响;Richards模型的检验结果,种源对树高生长模型的参数有显著影响,但更倾向于种源效应对渐进参数的影响,对速率参数和形状参数也有影响。同一立地不同日本落叶松种源对树高-林龄曲线的渐进参数、截距参数有显著影响,对速率参数、斜率参数、形状参数有影响,应采用不同的生长模型来描述树高生长过程。     

基于混合效应和分位数回归的温带针阔混交林树高与胸径关系研究

【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种(红松、色木槭、紫椴和水曲柳)为研究对象,基于21.12 hm²样地数据,首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型;其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型;最后在基础模型和广义模型的基础上,构建分位数模型,同时考虑样方效应对树高的影响,构建混合效应模型。【结果】(1)各树种均以Richards模型拟合精度更高,且具有生物学意义,选定为基础模型;考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性,加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。(2)各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳,且与非线性回归预测精度相近,红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R²值分别为0.811、0.809、0.724和0.617,...     

基于Pella-Tomlinson生物经济模型的东、黄海鲐资源开发策略

根据1998—2015年中国鲐灯光围网生产的统计数据、日本西海区水产研究所的评估结果和相关经济数据,基于Pella-Tomlinson模型推算东、黄海鲐的最大可持续产量(maximum sustainable yield,MSY)、生物经济平衡点(bioeconomic equilibrium,BE)和最大经济产量(maximum economic yield,MEY)以及相应的捕捞努力量。考虑不同的管理目标,对f_(MSY)、f_(BE)和f_(MEY)取不同权重,设计出10种不同的捕捞计划,比较在不同捕捞方式下鲐5年、10年和20年的生物效益、经济效益和社会效益。研究发现:东、黄海鲐的资源丰度逐年下降;加强捕捞努力量的投入会对经济效益、产量和资源量造成严重的影响;权衡生物、经济和社会目标,确定策略10为最适捕捞策略,即f_(MSY)、f_(BE)和f_(MEY)的权重取值分别为0.25、0.25和0.50,此策略下5年内累计的利润和产量分别为30.19亿元和132.02万t,5年后的资源量为86.73万t。     

蒙古栎天然林单木生长模型的研究:Ⅱ.树高-胸径模型

【目的】预测和研究蒙古栎天然林的生长与发展规律,以更好地经营蒙古栎天然林。【方法】以蒙古栎天然林为研究对象,基于吉林省汪清林业局195块蒙古栎林固定样地的2期复测数据,通过分析已有的16个普通树高曲线模型和16个标准树高曲线模型并对比2种模型的拟合结果,建立蒙古栎林的单木树高曲线模型。【结果】最终确定的蒙古栎林最优普通树高曲线模型的决定系数R²为0.728,调整决定系数R_adj²为0.721,均方根误差为 2.291 m,相对均方根误差为0.158,平均误差为0.118 m,平均绝对误差为1.794 m。最优标准树高曲线模型的决定系数R²为0.907,调整决定系数R_adj²为0.901,均方根误差为1.479 m,相对均方根误差为0.114,平均误差为0.094 m,平均绝对误差为1.381 m。【结论】增加了树木和林分因子的标准树高曲线模型,其精度较普通树高曲线模型有大幅提高。最优的蒙古栎单木标准树高曲线模型自变量包括胸径、林分每公顷株数、林分每公顷断面积、优势木平均高。建立的单木标准树高曲线模型有较好的生物学意义,可为吉林省汪清地区蒙古栎天然林的生长预测提供依据。     

夏蜡梅1年生实生苗的生长节律

【目的】探讨夏蜡梅1年生实生苗的生长节律,为夏蜡梅高产栽培提供依据。【方法】以夏蜡梅蒴果播种后获得的1年生实生苗为材料,研究其种子萌发动态,建立幼苗苗高、地径的年生长模型,划分苗高、地径的生长阶段,并对幼苗各器官生物量积累、苗高、地径间的相关性进行分析。【结果】夏蜡梅春播发芽率约为63.0%,属于易萌发种子,但发芽持续时间较长。建立了夏蜡梅苗高、地径与生长时间的Logistic模型。夏蜡梅1年生实生苗的苗高生长划分为4个阶段:出苗期(03-15-05-14)、生长初期(05-15-06-01)、速生期(06-02-07-09)和生长后期(07-10-11-25);地径生长划分为3个阶段:出苗期(03-15-05-13)、速生期(05-14-10-08)和生长后期(10-09-11-25)。夏蜡梅1年生实生苗前期(速生期)生物量积累较快;苗期生长性状与生物量性状间具有较高的相关性。【结论】夏蜡梅1年生实生苗的年生长过程遵循Logistic曲线规律,可在苗高、地径速生期适当施肥,以促进苗木生长,提高苗木质量。     

基于池塘圈养条件的大口黑鲈生长特征与模型构建

为掌握池塘圈养条件下大口黑鲈养殖周期的生长特征变化规律,测定体质量为（16.3±4.9）~（424.9±27.2） g生长周期内大口黑鲈的体长、全长、吻长、眼径、头长、尾柄长、头高、体高、尾柄高、体宽和体质量生长特征参数,分析其生长特征参数之间的相关性,分别建立基于支持向量回归（SVR）、径向基神经网络（RBF）和随机森林回归（RF）的体质量预测模型,将预测值与实测值拟合确定最佳模型;并运用模型拟合的方法建立各个生长特征参数的最佳生长模型。结果显示：体质量与生长特征参数均呈极显著相关性;基于支持向量回归（SVR）的体质量预测模型预测效果最佳,预测模型的决定系数R²为0.996,均方根误差为9.004,平均绝对误差为6.598;体质量与体长呈幂函数关系W=0.0127×L^3.224,决定系数R²为0.977;全长、体长、吻长和头长的最佳生长模型为Logistic模型,头高、体高、眼径和体宽最佳生长模型为Von Bertalanffy模型,体质量、尾柄长和尾柄高最佳生长模型为Gompertz模型;在养殖周期内大口黑鲈肥满度在2.26%~2.93%波动。以上结果表明,可以利用生长模型和体质量预测模型预测掌握圈养条件下大口黑鲈的生长过程,并通过精准投喂达最佳养殖效果。     

温度对大球盖菇生长发育的影响

【目的】研究温度对大球盖菇生长发育的影响,为其栽培管理提供参考。【方法】在不同温度条件下,研究大球盖菇孢子萌发的适宜温度;采用正交多项式回归分析法构建数学模型,揭示温度对大球盖菇菌丝生长速率、出菇数量及产量的影响。【结果】经过冷刺激(5℃下冷藏30d)后,大球盖菇孢子萌发的适宜温度为28℃;大球盖菇菌丝生长的最适温度为26.0℃;采用温室栽培,当菌床基质中心温度为18.7℃时,大球盖菇的产量最高、出菇数量较多;菌床基质中心温度在16~19.4℃时,大球盖菇子实体形态较好。【结论】冷刺激及高温是大球盖菇孢子萌发的重要条件,温度是影响大球盖菇生长发育、高产及优质的关键因素。     

紫花苜蓿MsUGT73B2基因的克隆及表达

糖基化是植物体蛋白、激素等物质的常见修饰方式,对维持植物正常生长发育具有重要作用,在植物中糖基化反应由糖基转移酶催化。利用蒺藜苜蓿参考序列通过RACE法克隆得到紫花苜蓿基因MsUGT73B2的全长序列,利用生物信息学方法分析其氨基酸序列、二级结构、理化性质等,RT-qPCR分析基因表达情况,构建基因表达载体,研究亚细胞定位。结果表明,MsUGT73B2基因全长1 512bp,编码503个氨基酸,属于稳定的亲水性蛋白,序列比对结果显示其属于UGT家族基因,亚细胞定位于细胞质中。MSOGT73B2主要在紫花苜蓿叶片中表达,且干旱、10μmol/L ABA处理下在2h之前升高,之后下降;在150mmol/L NaCl胁迫处理下表现为4h之前表达水平升高,之后下降的趋势。     

基于度量误差模型方法建立的林分相容性树高曲线方程组

【目的】研究北京市蒙古栎天然林的林分树高生长规律,为林分的科学、合理经营管理提供参考。【方法】根据北京市蒙古栎一类清查数据,以Richards方程为基础,采用度量误差模型方法建立林分相容性平均树高曲线方程组。【结果】经检验,所建模型在置信水平α=0.05时显著,对林分树高、胸径的预估精度分别为96.39%和97.23%。随着蒙古栎林分林龄的增长,胸径生长速生期滞后于树高生长速生期,大约在15年时,林分树高生长速度最快,大约在23年时,林分胸径生长速度最快;而林分树高随其胸径的生长变化则是在林分胸径为10cm左右时生长最快,此后逐渐减缓。【结论】所建立的林分树高曲线联立方程组比较合理,既使得林分树高曲线与林分胸径、树高生长过程曲线之间具有相容性和一致性,也考虑了模型中自变量的度量误差。     

厚朴不同种源苗期生长模型的拟合

【目的】掌握厚朴不同种源苗期苗高、地径的生长规律及物候期参数和生长参数特征,为厚朴幼苗生产管理和优良种源筛选提供参考。【方法】对15个不同种源及2个种源区厚朴幼苗在苗期的生长状况进行连续观察,并用Logistic方程对其生长动态过程进行拟合,获得苗高、地径、物候期与生长特征参数。【结果】厚朴不同种源间苗高生长节律基本一致,速生期起止时间和持续时间存在较大差异,其中线性生长始期、线性生长末期和线性生长持续期最多分别相差21,22和18 d,线性生长量占总生长量的55%以上,该时期为幼苗生长的关键期;种源间幼苗地径的线性生长期、最大线性生长速率、线性生长速率均存在较大差异;苗高与线性生长始期、线性生长末期、最大线性生长速率、线性生长速率、线性生长量呈显著或极显著相关,地径与后三者及苗高呈极显著相关,线性生长始期和线性生长末期共同决定线性生长期和线性生长量。种源A区厚朴幼苗的苗高线性生长期比种源B区长15 d左右,种源A区厚朴幼苗的苗高和地径的最大线性生长速率、线性生长速率和线性生长量均高于种源B区。【结论】用Logistic方程可以拟合厚朴幼苗苗高和地径的生长动态,建议在幼苗线性生长期加强肥水管理,延长该生长期,促进线性生长量,提高线性生长量占总生长量的百分率。     

白背天葵不同提取部位抗炎活性及机制研究

为研究白背天葵不同极性部位的抗炎效果及其机制,采用LPS诱导巨噬细胞RAW264.7建立炎症模型。Griess法检测白背天葵不同极性部位对LPS诱导的RAW264.7细胞释放NO的影响;ELISA法测定细胞分泌TNF-α,IL-1β,IL-6及PGE2的含量;运用Western blot检测不同极性部位对LPS诱导的RAW264.7细胞核内NF-κB p65蛋白表达的影响。结果表明,白背天葵各极性部位均能不同程度地抑制LPS诱导的NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的过量分泌和细胞核内NF-κB p65的蛋白表达,白背天葵正丁醇相和乙酸乙酯相能显著抑制LPS诱导的PGE2的分泌。综上,白背天葵的抗炎作用可能是通过抑制NF-κB p65通路活化,进而抑制炎症介质和促炎细胞因子的合成和释放来实现的。