海南省一元立木材积检验与更新模型研建

林木材积是我国森林资源监测的一项重要内容。海南省森林资源清查林木材积估计一直沿用广东省70年代未建立的一元立木材积表,已使用30多年,急需进行检验、更新。以海南省橡胶、桉树、相思、加勒比松、木麻黄5个树种单株立木材积实测数据,对海南省森林资源清查中使用的原一元立木材积方程进行适应性检验,更新建立新一元立木材积方程,并就原一元立木材积方程估计的森林资源清查林木材积偏差进行了分析。研究结果表明:海南省上述5个树种原一元立木材积方程均存在较大的系统偏差,每个树种总相对偏差(TRB)和平均系统偏差(MSB)均达到了15%以上,预估值明显低于实际值,已经不再适用;更新建立的5个树种新一元立木材积方程,其预估精度均在95%以上,总相对偏差(TRB)均在3%以内,平均系统偏差(MSB)接近于0,拟合效果良好;以5个树种新一元立木材积方程估计得到的2013年全省森林资源清查蓄积增加1.389 85×107 m3,增幅达23.80%。     

二元立木材积方程的检验与更新方法探讨

森林蓄积是森林资源监测的重要指标,用于森林蓄积估计的立木材积表作为行业标准已经颁布使用了30多年,需要进行检验、修订或更新。以东北落叶松(Larix)和南方马尾松(PinusMassoniana)立木材积数据为例,探讨二元立木材积方程的检验和更新方法。结果表明:采用回归方程的适应性检验方法,可以对原来的二元立木材积方程的适应性进行检验;两个树种原来的材积方程存在明显的系统偏差,总相对偏差和平均系统偏差均达到了10%左右,已经不再适用于现阶段的森林蓄积量估计;新建立的两个树种的二元立木材积方程,其平均预估误差都在3%以内,达到了预定的精度要求。     

北京杨树相容性立木材积系列模型研建

以北京市最重要的阔叶树种杨树(Populus)为研究对象,利用1 678株样木的材积测量数据,通过采用哑变量模型和误差变量联立方程组方法,建立了毛白杨(P.tomentosa)、速生杨(P.×euramericana)和加拿大杨(P.×canadensis)3个树种(组)的相容性二元立木材积方程、胸径和地径一元立木材积方程、树高胸径回归模型及地径胸径回归模型,并分析了不同树种之间的差异。结果表明:二元立木材积方程的平均预估误差均在2%以内,胸径一元材积方程和地径一元材积方程的平均预估误差也大都在3%以内,达到了立木材积表的编制精度要求。所建模型可为北京市杨树林的蓄积量估计提供准确的计量依据。     

基于全站仪精准量测树木材积方法初探

笔者根据北京林业大学冯仲科教授提出的精准林业的理念,使用全站仪对树木材积进行量测,并将全站仪量测的材积数据与解析法所得砍伐数据进行比较,结果表明,全站仪量测立木材积的精度在91%以上,平均精度在96%左右,完全能满足高精度量测立木材积的要求,建议推广应用。     

利用度量误差模型和分段建模方法建立云南云杉相容性立木材积和地上生物量模型

以云南云杉实测立木材积和地上生物量数据为例,利用度量误差模型方法和分段建模方法建立相容性的一元和二元立木材积和地上生物量模型。结果表明,无论常规模型还是分段模型二元立木材积模型的相关统计指标得到了大幅度的改进,而二元地上生物量模型的相关指标与一元模型相比差异不大;常规二元立木材积模型在小径阶下存在明显的偏差,分段模型从整体上能够有效地解决系统偏差问题;所建的分段一元立木材积模型和地上生物量模型的平均预估精度分别到了90％和95％,同时分段二元立木材积模型和地上生物量模型的平均预估精度均到了97％。     

大兴安岭不同区域落叶松相容性材积方程及异方差研究

[目的]对不同区域立木相容性材积方程以及不同异方差校正方法进行详细对比分析,建立相容性材积方程预估大兴安岭不同区域落叶松的立木材积。[方法]以大兴安岭3个不同区域的落叶松为研究对象,采用误差变量联立方程组的方法构建不同区域立木相容性材积方程。采用非线性额外平方和的方法(F检验)进行区域性检验。使用多种权函数分别对3个区域存在异方差的材积方程进行加权回归。[结果]表明:任何2个区域的立木材积方程都有显著不同(P0.000 1),区域1和区域3的材积相差较大,区域2与区域1和区域3的材积相差较小。不同区域立木材积方程的错误应用会导致较大的预测误差。在参数稳定性和评价指标方面,加权估计会优于普通最小二乘估计。基于平均相对误差(MRE)和总相对误差(TRE),区域1(-0.11、0.97)、区域2(0.04、0.08)和区域3(1.04、0.93)的最优权函数分别为1/F(x)、1/D4.99、1/D3.38。[结论]立木材积方程是森林调查和林分生长与收获模型的主要组成部分,本文所构建3个区域的相容联立方程组模型预测误差均不超过±3%。建立相容性立木材积方程时应考虑其异方差的影响。最优权函数没有统一的形式。为尽可能得到稳定的参数估计,在加权回归估计过程中应选用多种权函数进行对比分析。     

马尾松望高和树高相关关系的研究

望高是良好的干形指标和树干材积指标,用望高-树高相关关系式代入望高法求积式导出二元立木材积式是一种简便、易行和有效的方法。本文研究的马尾松望高H_R=1.0447929+0.577728 332H(r=0.9880)的平均误差为-1.4％,导出的二元立木材积式V=0.385g(H+3)=0.000030d~2(H+3)的平均误差为-1.49％,不仅克服了测定望高的困难,还可以提高二元立木材积式的精度。     

广西杉木立木材积模型优化筛选研究

为实现杉木林蓄积量调查与估测的精准量化,基于林业数表编制作业获取的标准立地245株杉木树高、冠幅、胸径和带皮材积等林业资源调查数据,采用非线性估计法建立11种一元立木材积模型,通过求解模型参数并进行优异比较,渐进拟合出最优的胸径-树高-冠幅三元材积模型。结果表明：1)无论树高、胸径还是冠幅,11种单因子变量估测立木材积的曲线模型均以幂函数的检验参数最优。2)基于模型确定系数判定拟合模型优劣呈现三元>二元>一元。其中,包含树高、胸径和冠幅三元非线性最优材积模型确定系数0.988,总相对误差0.087%,总系统误差0.57%,模型预估精度99.40%。3)胸径-树高-冠幅三元材积模型充分集成了林分结构参数信息,其高精度低误差特点对林业数表编制、森林蓄积量监测具有重要参考价值。     

用分段建模方法建立东北落叶松立木材积和生物量方程

以东北落叶松(Larix spp.)立木材积和地上生物量数据为例,通过采用误差变量联立方程组和分段建模方法,研究建立了相容的立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换函数.结果表明:采用误差变量联立方程组能确保立木材积与地上生物量之间估计结果的相容性,而分段建模方法能有效解决常用模型在小径阶存在的系统偏估问题;本文所建立的分段一元模型,地上生物量和立木材积的总体预估误差均不超过5％;分段二元模型,地上生物量的预估误差基本在4％以内,立木材积的预估误差则小于3％.     

关于立木材积表一些理论和方法问题的初步探讨

立木材积表,是我国计算立木材积的常用手段,因而也是森林蓄积量估测的主要误差来源之一。但是,由于多方面的原因,长期以来对于如何有效地控制材积表误差对森林蓄积量估测值的影响这一不可忽视的问题,一直未予应有的重视和研究。近代抽样技术和电算手段在森林资源     

编制林分形高表估测林分蓄积量方法的研究

提出利用建立相对树高曲线模型的样地数据资料和森林资源连续清查的样地数据资料计算林分形高,编制林分形高表估测林分蓄积量的方法,通过林分形高模型自检和实践检验,表明编制现实林分形高表是非常必要的,且编表方法是可行的,认为在森林资源二类调查及连续清查中有推广使用价值.     

结合Landsat 8与PALSAR-2影像的龙南县针叶林蓄积量遥感估测研究

林分蓄积量估测是林业遥感的重要研究领域,由于云雾天气和光谱饱和现象等因素限制了光学遥感影像估测林分蓄积量的精度。合成孔径雷达(SAR)具有穿透性强、受云雾影响小等特点,弥补了光学遥感的不足。以江西省龙南县的针叶林为研究对象,结合Landsat 8与PALSAR-2双极化SAR影像数据,在遥感数据预处理基础上,提取了光谱信息、植被指数、纹理信息和后向散射系数等共245个遥感因子。基于Pearson相关系数法和多元逐步回归法,筛选出65个遥感因子参与林分蓄积量估测。以林分郁闭度作为分层因子,分别采用线性、KNN、支持向量机(SVM)、多重感知机(MLP)和随机森林(RF)5种模型估测林分蓄积量,并对估测结果进行精度检验。实验结果表明:1)相比单独使用Landsat 8的光谱和纹理信息,基于郁闭度分级并融合PALSAR-2的后向散射信息明显提高了蓄积量的反演精度;2)对于低郁闭度林分,线性模型精度最高(rRMSE=21.16%),中郁闭度林分,多重感知机模型估测效果最好(rRMSE=30.61%),高郁闭度林分,多重感知机模型估测效果最好(rRMSE=27.53%)。在结合PALSAR-2的后向散射系数的基础上,郁闭度分层能有效改善中高蓄积量区域的反演精度。     

Application Effect Research on Intimate Natural Forestry Management Techniques for Cunninghamia lanceolata Plantation

Approximating-nature forestry management technique application research is developed in Ciinninghamia lanceolata plantation for 17 years at Jiuxian Forest Farm in Songxi County, Fujian Province.The results show that the biodiversity of the C.lanceolata plantation was increased from 48.5±3.3 to 74.6±3.3 after adopting close-to-nature forestry management techniques.Compared with conventional management method,the tested forest’s soil fertility was improved:the soil moisture-physical properties and soil exchange properties were ameliorated,the soil nutrient contents were increased;the average breast height,average tree height,individual volume,Chinese fir stand volume and stand total volume were promoted by 9.24%-17.64%,8.61%- 17.29%,27.94%-58.46%,2.38%-28.64%and 8.63%-37.55%,respectively.The worse the site conditions,the greater the effect indexes with close-to -nature forestry management techniques were improved.     

基于三维虚拟环境的林分结构调整可视化模拟技术

[目的]以真实林分三维场景为模型,结合计算机虚拟现实技术,实现对真实林分结构的调整优化可视化模拟。[方法]以湖南攸县黄丰桥国有林场杉木与鹅掌楸人工混交林为研究对象,采用可视化模拟技术,基于三维虚拟环境建立林分结构调整可视化模拟系统,实现对林分结构的优化调整进行可视化模拟。通过对林分的角尺度、大小比、混交度、开阔比等结构的计算分析,结合公告板显示技术和射线查询算法,在MOGRE构建的林分三维场景中对林分结构调整过程进行可视化模拟。[结果]样地林分结构经过调整后,平均树高由12.8 m变成13.6 m,平均胸径由17.1 cm变成18.6 cm;林分平均角尺度由0.449变为0.481,分布格局由调整前的均匀分布变成随机分布;林分平均大小比由0.511变为0.519,样地内林木生长更具有优势;林分平均混交度由0.093变为0.129,林分结构更加稳定,林分的整体质量也得到了提高。[结论]本研究采用可视化模拟技术和样地调查数据,构建虚拟三维森林环境,在三维场景中,森林经营者不仅能查看样地中每株林木构筑性属性,观察林分样地的整体状态,还能对林分结构进行优化调整,实现在虚拟森林环境中对样地林分结构调整进行可视化模拟。     

雷州刚果12号桉W5无性系林分蓄积量与胸径树高密度及其之间关系的探讨

采用雷州林业局2002年森林二类调查的刚果12号桉W5无性系林分1071块样地中279块样地材料，进行蓄积量与胸径、树高、密度及其之间关系的探讨分析。分析结果表明：胸径是影响林分蓄积量的主要因素，其次是树高与密度；树高与胸径关系密切，呈正相关，但两者的生长随着造林密度的加大而显著下降。因此，进行W5无性系林分密度试验，提出合理的造林密度，是提高其单位面积蓄积量的关键。     

Efficiency of alternative forest inventory methods in partially harvested stands

Forest inventory is vital to all aspects of forest management and inventory methods can vary greatly in their accuracy, precision, efficiency and cost. In Maine, much of the forestland base has been managed using partial harvesting methods over the past two decades. These partial harvesting methods generally produce highly heterogeneous stand structures and composition. Consequently, it is currently unclear which inventory methods are best given the distinct spatial and structural heterogeneity that is created. We compared efficiency and stand-level inventory estimates using horizontal point, fixed area and horizontal line sampling measurement methods in 16 partially harvested stands across northern and central Maine. Some stand-level variables were sensitive to measurement method (e.g., volume, quadratic mean diameter and small stem density and basal area), while others were less sensitive (e.g., overall basal area and stem density). Efficiency, defined as a combination of precision of volume estimates and measurement time, varied among measurement methods at lower stand basal area values but was similar at higher basal area, with the exception of the fixed area method. Overall, horizontal line sampling proved to be a viable method in post-partial harvest stand conditions. Our results illustrate the trade-offs between precision and time costs involved in several measurement methods under a range of heterogeneous stand conditions.     

基于方差优化k最近邻法的森林蓄积量估测

森林资源调查是数字森林资源监测的基础,遥感技术可以克服传统方法如抽样调查的局限性,有效地缩短作业时间,提高效率。虽然目前森林蓄积量遥感估测方法很多,但随着样本数量的增加,这些方法无法保证估算的准确性。本研究拟提出一种基于方差速率优化的k最近邻法(k NN),以2017年10月Planet Labs影像为数据源,结合赤峰市旺业甸林场蓄积量实测数据建立反演模型,并与地理加权回归(GWR)模型、随机森林(RF)模型、普通k NN模型和距离加权k NN模型进行对比分析。在建立的森林蓄积量反演模型中,方差优化k NN模型得到最优精度[决定系数(R^2)为0.69,均方根误差(RMSE)为67.6 m^3·hm^-2,相对均方根误差(RRMSE)为32.04%],显著优于其他模型。结果表明,方差优化k NN模型相比其他模型更适用于森林蓄积量遥感估测,森林蓄积量遥感反演空间分布符合实际分布情况,可以满足建立反演模型的需求。同时,由于Planet Labs影像的鲜明特征(即具有高时间分辨率),该数据的时间序列数据对于森林季节变化有丰富的记录,在反演森林蓄积量方面有着很大潜力。     

遥感数据结合地统计学方法在林业中的应用

在林业研究中,具有空间属性的林业数据分析、建模和预测越来越受到关注。遥感技术与地统计学方法相结合,提供了大尺度空间格局分析、森林资源动态监测和预测的方法。文中简单介绍了遥感技术与地统计学的方法和特点,从监测与分类、估计与模拟2个方面综述地统计学结合遥感技术在林业中的应用,并针对遥感数据结合地统计学方法在林业研究中存在的问题加以讨论。     

3S技术在城市林业中的应用

城市林业可以概括为规划、建设和管理城市生态系统中树木和森林的事业。3S技术（RS,GIS,GPS）凭借实时、高效、低劳力、智能化的特点,在城市林业中的应用日益普遍。文中从国内外城市森林资源调查、景观格局规划、健康状况动态监测、生态价值评估4个方面对3S技术在城市林业中的应用现状进行了总结。分析认为,3S技术在城市林业建设的各个方面逐渐发挥着越来越重要的作用,但在国内存在着数据收集成本高及来源少、成果共享不足、公众服务信息网络不健全等问题,使其在城市林业中的高效应用较国外有一定差距。     

美国林务局技术转移现状及启示

在知识经济时代, 知识流动对技术创新的作用日趋重要, 加强技术转移体系建设已经成为世界各国创新体系建设的重点。然而, 长期以来, 技术转移是我国国家创新体系建设中的薄弱环节, 缺乏良好的体制、机制和政策环境, 成为提高我国企业自主创新能力的主要障碍。美国林务局以服务公众利益、促进经济发展和提高全球竞争力为目的, 一直致力于自身科研创新成果的技术转移和商业化, 在长期的实践过程中形成了完善的技术转移机制, 其成功经验值得我国林业行业学习和借鉴。文中总结分析了美国林务局技术转移机制、政策措施和取得的成效, 提出了促进我国林业技术转移的启示, 对于国内相关政府部门和林业科研机构具有参考价值。