选择最佳立地指数导向曲线的研究

立地指数导向曲线的模型甚多,许多研究者采用了自己认为满意的导向曲线来编制立地指数。显然,不同模型的精度不同,推导参数的方法难易程度不同。本文对常用的8种模型作了分析对比。     

含海拔哑变量的杉木优势木高-树龄曲线模型研究

人工纯林立地质量评价通常采用立地指数法,即利用林分平均优势木高和树龄的关系来评价立地质量。本文以湖南青羊湖、高泽源、江华等45个国有林场的518个杉木纯林标准地为研究对象,利用其中388个标准地数据,对林分平均优势木高与树龄的关系进行理查德、单分子式和舒马切尔3种常用的非线性基础模型方程模拟。通过对比分析,选出最优为理查德方程(参数a、b、c分别为23.670 23、0.058 56、1.596 79),其决定系数为0.794 89。以最优模型为基础,考虑到不同海拔对优势木高生长过程的影响,将海拔划分等级变量F(以100 m为一个等级,共分为12个等级),纳入含海拔哑变量(F)的优势木高-树龄生长曲线,并以绝对残差均值ARM、决定系数DC、模型精度3个模型精度检验指标对模型进行精度检验。模拟结果表明：加入以海拔等级为哑变量的3个模型精度较高,其中,将哑变量(F)加在参数b上的模型精度最高(绝对残差均值1.206 30、决定系数0.844 4、模型精度97.77%),并利用130个标准地数据进行再验证,证明该模型可行性强,可为区域性杉木立地质量评价提供建模依据。     

谈最佳立地指数导向曲线的评定

本刊1989年第4期刊登的顾云春同志的文章“选择最佳立地指数导向曲线的研究”以及本刊1990年第1期刊登的顾云春同志的文章“幕阜山林区主要造林树种的立地指数曲线”,阅后觉得有些提法值得商榷,在此笔者提出一些看法,供同行们参考。原作者列举了八个函数式,表示树高与年龄的相关关系,即     

幕阜山林区主要造林树种的立地指数曲线

幕阜山杯区地跨湖北、江西、湖南三省,杉木、马尾松、黄山松、柳杉为该区四大造林树种。文中采用幕阜山林区529块样地资料,利用理查德方程为这些树种编制了立地指数方程,检查了适用性,并比较了不同树种的生产力。     

溆浦县马尾松人工林立地指数简表编制

以湖南省溆浦县马尾松人工林为研究对象,采用优势木树高与年龄关系的常用数学模型,研制马尾松人工林立地指数导向曲线模型。结果表明:导向曲线方程H=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914是最适合的导向拟合曲线;马尾松人工林的标准年龄应定为20年,优势高在11~29 m范围内可划分为9个立地指数级。选用相对优势高法展开导向曲线编制形成立地指数表,检验结果表明所编立地指数表精度高、适用性强,能够客观评价溆浦县马尾松人工林的立地质量。     

基于哑变量的湿地松树皮厚度模型研究

拟合立地质量等级的湿地松树皮厚度模型,为测算生长于不同立地湿地松出材量、出材率及树皮材积提供依据。根据宁德市湿地松样木和样地的调查数据,运用R软件拟合4类树皮厚度模型,选用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯准则(BIC)、偏差(B)、绝对偏差(AB)与决定系数(R2)为模型评价指标,使用含熵权值的TOPSIS法筛选最优模型,于得到的4类树皮厚度最优模型中加入立地质量等级哑变量,得到胸高处树皮厚度模型lnTBB=(-3.075S1-3.154S2-3.157S3-3.325S4)+1.125lnD1.3,任意高度处树皮厚度模型TB=(0.005S1-0.026S2-0.101S3-0.141S4)-0.616RC+0.761DR+0.040dob,相对树皮厚度模型TRB=0.137+0.903DR2.009S1+1.806S2+2.126S3+1.855S4,去皮直径模型dib=(-0.087S1+0.138S2+0.223S3+0.293S4)+0.881dob,这4个哑变量模型R2相对于原模型分别提升了8.9%、41.6%、20.4%和1.2%,各项低优指标均降低,经配对t检验,4个哑变量模型的预估值与实测值不存在明显差异,比原模型拟合效果更佳。     

福建柏地位级指数曲线模型的研制

以福建柏为研究对象,构建了以立地质量等级为哑变量、林分平均年龄为自变量的林分条件平均高生长模型。根据哑变量的特点,引入蚁群算法求解方程参数,得到的福建柏林分条件平均高生长方程,其拟合效果较优,可用于林业生产实践上使用。并通过标准差调准法,建立树高标准差回归方程,编制了立地质量等级为肥沃的地位级指数表,为林业生产实践提供定量数据。     

湖南栎类天然混交林优势木树高曲线哑变量模型研究

使用13种具有代表性的树高-胸径模型对湖南栎类天然混交林优势木树高-胸径关系进行了拟合,从中筛选出拟合度较高的模型作为基础模型,以进一步构建含林分类型、立地类型哑变量的天然混交林优势木树高曲线模型。研究结果表明:平均优势木模型要优于最高优势木模型,利用哑变量模型拟合的效果要明显优于基础模型;n林分类型哑变量和立地类型哑变量平均优势木模型结构相同,都是H=1.3+(sun from n to i=1)a_i×Z_i×D_g/(D_g+1)+b×D_g,其确定系数分别为0.711 9和0.977 5,立地类型哑变量模型要优于林分类型哑变量模型。利用哑变量模型可提高模型精度及适用性,有助于建立区域性通用生物数学模型,并为全国栎类天然混交林立地质量评价的研究提供科学支撑和参考依据。     

杉木种源对立地指数模型的影响

以鸡公山、洪雅、大岗山、柳州、六峰山５个杉木种源基因库以及四川省珙县洛表、珙县民胜、邛崃所所设杉木种源试验区的调查材料,用随机效应检查方法检验同一地区不同种源对立地指数模型的影响。结果表明,同一地区种源对立地指数模型的斜率无显著影响,立地指数有显著差异;不同地区的立地指数模型斜率有显著差异。     

利用线性模型检验杉木不同种源立地指数曲线模型的通用性

应用线性模型统计推断理论了杉木种源对立地指数曲线的影响。洪雅和鸡公山种源试验材料分析表明：（１）同一地区不同种源的立地指数不同,相同种源不同地区的立地指数也不同,这说明立地指数的差异遗传和环境差异的综合体现：（２）不同种源立地指数曲线的斜率相同,即各种源优势高生长规律相同,因此可以用同一个模型来描述,这对杉木模型的通用性提供了很好的依据。     

基于多形曲线法的林分地位指数研究

以生长于一平浪林场的云南松林为研究对象,利用该林分小班的二类调查数据进行了单形树高生长导向曲线,多形树高生长导向曲线构建并编制地位指数表的研究。结果表明,运用多形曲线法,假设不同立地条件下的树高生长曲线不相同,利用不同形状不同发展趋势的多形曲线来描述各立地条件下的林分生长状态,它能够解决单形曲线法在样地的树龄、立地分布不均时,导致的导向曲线的斜率偏高或偏低的现象。由此表明,建立多形导向曲线法编制地位指数表很有价值。     

赤峰市油松人工林地位指数表编制研究

以赤峰市油松人工林为研究对象,设置251块人工林油松标准地以获取数据,对10种常用的导向曲线模型进行拟合,选择对数曲线式为最优导向曲线模型,相关指数达到了0.9957,离差平方和、相对误差等指标均较小。选定的导向曲线模型为H=-2.7021+0.0734A+2.3125×LgA,基准年龄为30年,级距为1m。采用标准差调整法编制了地位指数表。经卡方检验、散点检验和解析木检验证明,所编表合格、精度较高,可以用来评价油松人工林的立地质量。     

杉木人工林地位指数表简捷编制方法研究

利用浙江省开化林场杉木人工林36块标准地和144株解析木资料,比较分析5个树高生长模型后,选择Krof式生长函数H=aexp(-b/Ac)作为优势高生长模型。在分析优势高生长过程的基础上,确定基准年龄为20a,立地指数级距为2m。通过公式变形和推导,使用较简捷的方法编制了浙江省开化林场杉木人工林立地指数表。检验结果表明所编立地指数表精度符合要求。     

Richards多形地位指数模型研建新方法——参数置换法

以杉木为例,探讨了基于导向曲线的Richards多形地位指数模型的研建新方法——参数置换法。研究发现:利用差分方程途径可以直接推导出全新的Richards多形地位指数模型。该模型在标准年龄较低(T=4 a)时能对优势高生长进行正确预估,并且其参数值与导向曲线的模型参数拟合结果非常接近。研究还进一步从绝对平均误差(MAE)、相对平均误差(MRE)、均方根误差(RMSE)、决定系数(R2)和修正决定系数(R2adj)等5个方面对导向曲线参数值替代非同形曲线的模型参数值的有效性进行了分析。结果表明:替代与否各指标间几乎无差异,亦即用导向曲线参数值直接替代非同形曲线的模型参数值是可行的。这一研究结果为在事先无地位指数表的情况下利用临时样地的年龄-树高调查数据或间隔数据进行立地质量评价提供了可能,还为直接通过导向曲线实现多形地位指数建模提供了方法。     

地位指数遥感分析的尺度选择

TM遥感图像光谱信息具有良好的综合性,其归一化指数（NDVI）是植物生长状态以及植被空间分布密度的最佳指示因子,利用这一特性,借助遥感软件（ENVI）和地理信息系统软件（GIS）,结合MATLAB小波分析和SPSS逐步回归分析方法,对湖南攸县黄丰桥林场杉木地位指数遥感估测的尺度选择进行研究。结果表明：NDVI在经过小波一级重构后的值是估测地位指数的最佳数据,即一尺度为最佳尺度;SPSS分析模型中,一尺度的标准偏回归系数为0.679,对估测的贡献率最大。     

基准年龄立地质量评价的影响分析

Taking Chinese fir as researched object and Richards function as basic model,the models of single site index and polymorphic site index were established to analyze the affect of stand standard age on the result of site quality evaluation with the ways of ANOVA, multicompare,curve tourning point and change of dominant tree height between site classes. The result showed that with the site class getting higher,curve tourning point volue getting lower,it was impossible to define the standard age before stand growth reached steady. If stand standard age is too small, it would lead to a higher site calss in polymorphic site index evaluation; The difference was notable among stand dominant height from difference standard age,if standard age is too small, it would lead to a lower site class in single site index evalution. Taking the age steady-grown stand as standard age would not make notable affect on the result of site quality evaluation.     

木麻黄工业原料林多形地位指数模型的研究

以木麻黄工业原料林为研究对象,采用Richards非线性生长方程,通过参数置换法,建立了木麻黄多形地位指数模型。结果表明:(1) Richards方程的拟合精度较高,经检验,该模型优势高的理论值和实际值差异不显著,适应性较好,能对木麻黄的优势高生长进行正确预估;(2)研究地区木麻黄工业原料林的基准年龄可确定为3 a;(3)对多形地位指数模型的拐点进行分析,表明该模型能够客观地反映不同立地优势高的生长规律;(4)为推进国内木麻黄数表、模型的研究与应用提供了参考,为木麻黄林分立地质量评价,经营管理提供科技支撑。     

浙江省马尾松人工林立地质量的数量化研究*

根据浙江２９０块马尾松人工林样地的８个立地因子和９个交互作用因子数据，运用逐步回归、交互逐步回归及数量化理论Ⅰ三种方法，剔除无效变量，分别对武夷山北坡产区、天目山产区及浙东、浙西丘陵产区所调查的立地因子（海拔高、土层厚度、黑土层厚度、坡位、坡向等），进行统计分析与检验。从剩余标准差、方差比、复相关和偏相关等检验结果看，以数量化法计算结果最精确，交互逐步回归法次之。本文还根据入选因子类目的相关距阵，用数量化理论Ⅰ法计算出立地质量得分值，并编出三个产区的数量化地位指数表。