应用机器学习模型与线性模型预测森林蓄积生长量的精度

为了探究不同模型对森林蓄积生长量的预测精度和影响因素，以吉林省汪清金沟岭林场为研究区，利用林场198个固定样地(20 m×20 m)中的乔木数据，建立多元线性回归(MLR)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、最近邻法(KNN)模型，分析树木蓄积生长量与林分因子、地形因子和气候因子的关系，并比较不同模型的预测精度。结果表明：森林蓄积生长量与林分每公顷断面积(B_A)、大于对象木断面积(B_L)、海拔(A_L)、林分密度(N)、年均降水量(P)显著相关，与平均胸径(D)、坡向(A_s)、坡度(S_L)、年均气温(T)并不相关；不同模型的预测结果存在差异，随机森林(RF)方法所有测试指标最佳；随机森林方法得出的平均蓄积生长量预测值为51.45 m³·hm^-2,该模型均方根误差(R_MSE)最低(4.62),决定系数(R²)最高(0.91)。     

云冷杉林分空间结构对林下灌木物种多样性的影响

为研究天然针阔混交林林分的物种多样性，以吉林省汪清县金沟岭林场云冷杉天然针阔混交林为研究对象，设置12块不同择伐强度的样地，采用灰色关联分析法分析林分空间结构和林下灌木物种多样性的关系，以及不同择伐强度对林分空间结构及林下灌木物种多样性的影响。结果表明：(1)择伐23 a后，择伐对角尺度和胸径大小比数影响不显著，对混交度的影响显著(P<0.05),各样地林分混交度由大到小的顺序为中度择伐、对照、弱度择伐、重度择伐；择伐对林分空间结构指数影响不显著。(2)择伐23 a后，不同择伐强度样地林下灌木物种多样性差异不显著；择伐33 a后，择伐对林下灌木物种多样性具有显著影响(P<0.05),对弱度择伐、中度择伐样地的影响大于重度择伐和对照样地。(3)择伐23 a后，胸径大小比数对林下灌木物种多样性的影响最大，择伐33 a后，混交度对林下灌木物种多样性的影响最大。因此，弱度或中度择伐更有利于稳定该地区云冷杉针阔混交林的林分空间结构，同时择伐以调整林分间林木大小径阶树木比例及树种结构为主，将有利于提高云冷杉针阔混交林林下灌木物种多样性。     

大树在东北云冷杉混交林地上生物量的主导作用

为精准评估大型树木对森林地上生物量的影响及其重要性，进一步探究森林的碳循环作用。通过对东北金沟岭林场224块固定样地(20 m×20 m)进行每木检尺，采用随机森林算法和结构方程模型，探究物种多样性、林分密度、大型树木、气候因子对地上生物量的影响。结果表明：随机森林算法得出，所选因素共解释了地上生物量42.68%的方差，其中大树生物量是森林地上生物量的重要影响因素。对地上生物量构建结构方程模型发现，物种丰富度与地上生物量呈负相关，林分密度及大树生物量均促进地上生物量生长。考虑变量间的相互作用后发现，大树生物量对地上生物量的影响稍大于林分密度。     

格氏栲天然林更新特征及影响因子

为明确格氏栲天然林更新现状及其主导因子，对该树种的保护和恢复提供参考，在结合格氏栲天然林林分现状、林龄结构以及更新树种重要值的基础上，采用逐步多元回归的方法探究了环境因子、林分结构因子对格氏栲林天然林不同等级更新密度的影响。结果表明：群落更新状况属于中等水平，总更新密度为2 443.75株·hm^-2。格氏栲的更新状况不良，总更新密度为343.75株·hm^-2,林龄多数集中在II、III、XII龄级，生长状态基本稳定，但更新幼苗与小苗数量极少，更新潜力不足。更新数量最多的是润楠，且重要值最大，格氏栲的重要值位于第4位。多元回归结果表明：更新密度同时受到环境因子与林分结构的共同作用，坡度在18°～25°之间时，坡度稍大且位于下坡位的阳坡区域更新密度较大。乔木层冠幅、土壤含水率和全氮质量分数是影响格氏栲群落更新密度的主导因子；土壤有效磷、有机质质量分数是影响格氏栲种群更新密度的主导因子。为促进格氏栲天然林的恢复和更新，应加强自然区的经营管理，有针对性的进行调整林分结构与土壤元素质量分数，合理利用林内空间，提高土壤肥力。