杉木人工林直径分布模型

应用威布尔分布函数描述杉木人工林直径结构规律,采用参数回收技术建立直径分布模型 该模型主要由林分因子、单木二元材积方程和材种出材率等子模型组成 应用该模型,只要输入现实林分年龄、地位级指数、每公顷断面积和株数,就能输出未来林分蓄积量、出材量及平均胸径、平均高、株数等因子 并探讨了该模型在用材林林木资产评估、经济成熟龄确定中的具体应用     

天然次生林直径分布的研究

该研究应用东北林区调查的119天然林标准地数据,通过绘制各林分直径分布直方图,分析林分的直径分布规律,运用SB分布、指数分布、正态分布、WeibuU分布和β分布函数对其进行拟合,建立直径回归模型,并采用矩解法求解参数,更精确地比较各种分布函数对实际数据的拟合效果.研究结果表明:林木株数随着直径的增大呈减少的趋势;指数分布和Weibull分布的拟合效果较好,但指数分布优于Weibull分布.观察指数分布函数的各参数的变化规律,发现参数a基本不变,而参数b在变化.绘制参数b与林分调查因子间的散点图,发现指数分布中的参数b与林分平均直径有显著的相关性.通过相关性分析,选择函数进行拟合,结果表明:幂函数的拟合效果最好,相关系数最高.通过对参数b的再参数化建立模型,最终得到最优的天然次生林林直径分布模型.     

人工林生长与收获预测模型的基本方法

通过建立林分生长和收获预估模型可以对森林资源数据进行连续预估和动态更新,这对当地林业部门指导生产、实行科学管理具有重要意义.该文参研了以往建立林分生长和收获模型的方法,提出建立林分生长和收获预测模型的一般方法:根据森林生长理论,利用影响林分生长的主要因子(林龄、地位指数和林分密度),把地位指数和林分密度函数引入相关生长模型,并经过合理的模型参数解算、残差分析及误差计算检验,选择最优模型分别建立人工林林分静态和动态生长和收获预估模型.     

2022 年 1 期目录

  目的  准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型，能够提高林木枯损模型的精度。   方法  以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例，基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型（指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布），把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去，构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应，并与传统模型的模拟效果进行比较。  结果  研究结果表明，随着单木初始胸径的增加，其枯损的风险降低，生存率提高；随着单木大于对象木断面积值的增加，其枯损的风险增加，生存率降低；随着林分密度的增加，林木枯损的概率增加，生存率降低；立地因子对林木的生存没有显著影响；6个参数分布回归模型中，Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比，Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后，模型的模拟精度获得明显的提高，并且达到极显著程度。  结论  在森林经营中，要提高林木的生存率，需采取科学合理的经营方法和经营时间，避免使林分的密度过大。      

福建马尾松人工林可变密度收获表的编制

以林龄,地位指数,林分密度指数为自变量因子,由扩展的Ｒｉｃｈａｒｄｓ生长函数结合林分直径分布规律,建立直径的生长模型,运用改进单纯形法最优拟合该生长模型,以此作为基础推算其它因子,编制出福建省马尾松人工林可变密度收获表,为福建省马尾松人工林的节理论依据。     

杉木人工林可变密度收获表的编制

利用Richards方程，建立以林分年龄、地位指数、林分密度指数为输入变量，林分总断面积、平均胸径为输出变量的生长模型，误差分析表明该模型适用．在此基础上，编制了杉木人工林可变密度收获表．     

荒漠梭梭基径-株高分布参数估计及其与林分因子模型研究

以古尔班通古特沙漠南缘15块梭梭样地调查数据为基础,利用负指数模型、修正指数模型、混合Weibull模型进行梭梭基径分布和株高分布结构模拟,并对混合Weibull模型参数与林分因子的平均值(Mean)和标准差(SD)进行模型拟合。结果表明,15块不同生境类型样地的梭梭林基径和株高分布均呈左偏的山状曲线或反"J"形,林分天然更新良好;混合Weibull分布在各径阶和株高阶数内的拟合效果与实际情况较为接近,相比负指数模型和修正指数模型,混合Weibull分布拟合效果最好,能较好地模拟沙漠梭梭林的基径分布和株高分布情况;混合Weibull分布的尺度参数关系式(ρ×β_1+(1-ρ)×β_2)与各样地基径和株高的Mean具有较好的线性相关性,线性拟合系数分别为0.79和0.89,形状参数关系式(ρ/γ_1+(1-ρ)/γ_2)与各样地基径和株高的Mean/SD呈非线性,其中二次多项式模型拟合效果最好。     

使用Weibull函数对树高分布和直径分布的研究

使用Weibull函数拟合天然兴安落叶松林分直径分布和树高分布,根据X~2—检验结果表明,拟合效果良好。文中提出,如果H=αD~β关系成立,林分直径分布遵从Weibull分布时,其林分树高分布也遵从Weibull分布。并利用六块全林测高标准地资料,验证了这一理论。提出由Weibull直径分布参数推断Weibull树高分布参数的方法     

关帝山华北落叶松林分直径分布规律研究

以山西关帝山自然保护区内的天然次生华北落叶松林分为对象，布设9块30 m×30 m样地，测量进入检尺径阶立木的直径，利用Weibull分布模型、负指数函数模型以及限定混合Weibull模型研究天然林分的直径分布规律，研讨剖析林分直径分布规律和结构模型。结果表明，除3号样地外，1~4号样地直径分布符合正态分布曲线，3参数Weibull分布拟合效果较好，均方根误差（Rmse）、平均偏差（Bias）以及卡方检验（χ²）值较小，而P值最大；3、5~7号样地直径分布以限定混合Weibull分布拟合效果较好，对应Rias、Rmse以及χ²值最小，对应P值最大；负指数分布拟合8、9号样地的直径分布效果较好，Rias、Rmse以及χ²值最小，对应P值也最大。本次研究总结分析直径对林分结构其他相关因子的影响，为庞泉沟自然保护区的林分经济价值、各项生态效益评估和调整该地区林分提供了理论依据。     

杉木短周期小径材培育模式的林分直径结构及经营要素预测

以6~14年生杉木短周期小径材人工林为研究对象,对其直径结构进行统计分布检验,采用Weibull生长方程对林分直径累积分布进行模拟,并通过动态预测分析立地、林分密度、主伐年龄对培育目标的影响。结果表明:88.3%的样地其林分直径分布为左偏,林分直径分布峭度为负值的样地占所有样地的81.7%,林分平均直径对应的植株数量累积分布率为55.1%,直径结构为Weibull分布的林分占86.7%;两参数Weibull生长方程对各林分直径分布具有较好的适合度(R2>0.99),参数b、c具有明显生物学意义,分别与林分平均直径和直径变异系数呈紧密线性关系(R2=0.986 7、0.885 7)。采用回归法建立直径曲线1-1/e和拐点处参数回收方程,关键点处直径与林分平均直径呈紧密幂函数关系(R2≥0.95),由此构建的林分直径预测系统K-S检验通过率为85%。通过建立林分平均直径与年龄、立地指数和林分密度的多元非线性关系,在对不同关键要素组合模式下林分不同径级立木植株数量动态预测的基础上,比较分析不同要素对培育目标的影响,提出了杉木短周期小径材培育模式关键技术的理论参数。     

A silvicultural decision-support algorithm for density regulation within peatland black spruce stands

Determining the optimal density management regime for a given stand-level objective is a complex proposition faced by forest managers. Although decision-making for volumetric yield objectives has been greatly simplified with the advent of stand density management models, addressing new objectives arising from the paradigm shift towards the production of enhanced end-products and a broader array of ecosystem services remains a challenge when managing commercially-important boreal species. Consequently, the objectives of this study were to (1) develop an integrated modular-based structural stand density management model (SSDMM) and a corresponding algorithmic analogue for peatland black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP.) stands, and (2) given (1), demonstrate its utility as a crop planning tool within the context of silvicultural decision-making. The SSDMM was developed using 495 tree-list measurements obtained from 137 permanent and temporary sample plots, remeasurement data from 30 Nelder plots, and published relationships derived from diameter distribution and height–diameter modelling studies, density control experiments and sawmill simulation analyses. The resultant algorithm enabled the evaluation of the rotational consequences of competing density management regimes in terms of overall productivity, log-product distributions, biomass production and carbon yields, recoverable end-products and their associated monetary value, economic efficiency, duration of optimal site occupancy, structural stability, and wood fibre attributes. The utility of employing the model as a generic modelling platform for structural yield prediction for other species is also discussed.     

林分断面积累积分布的研究

以杉木人工林未间伐林分断面积分布为研究对象，在分析3参数Weibull方程模拟分布数据的优缺点的同时，提出了一种由Richards方程所导出的新的分布函数——R-分布，并应用R-分布对不同年龄、不同密度及不同立地指数的杉木人工林林分断面积分布展开模拟.结果表明: ①R-分布对林分断面积分布能实现高精度的模拟，且其参数具有深刻的理论涵义；参数p与林分年龄、平方平均直径呈紧密的正相关性，为分布的相对尺度参数；参数q与林分平方平均直径紧密相关，为分布的位置参数，指代林分分布数据的平均大小；参数r决定分布曲线的拐点，为分布的形状参数.②林分断面积累积分布曲线的拐点纵坐标主要存在于0.4～0.6之间，且多数在0.5以上；拐点横坐标及纵坐标受林分年龄、平方平均直径、林分密度及立地指数等林分因子的影响，但不同林分因子的影响程度不一样.③兼用PPM与PRM可能对R-分布的3个参数做出良好的预估.      

杉木人工林林分出材率表编制方法的研究

应用单株木二元材积方程、二元材种出材率表计算林分蓄积量和出材量的基本原理,推导出编制林分出材率表的计算公式。在此基础上,利用杉木人工林现场实际造林样木选掺Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程建立以胸径、树高为辅助因子的累积材种出材率模型,据以估计单株材种出材率。然后,分别应用直径分布参数回收技术法和相对树高曲线模型,预测林分各径阶株数概率及径阶平均高,结合二元材积方程,编制了杉木人工林林会出材率表。表１参４     

组合预测法在林分断面积生长预估中的应用

林分断面积生长模型的研究是林分因子建模中的主要对象,研究提高林分断面积生长模型的预测精度十分重要。组合预测法能够对不同模型的预测结果进行组合,把不同模型的预测误差分散化,从而提高预测精度。基于北京山区油松定期清查数据,根据残差的方差最小原则确定组合预测中各模型的权重,将单木水平预测所得的林分断面积与林分水平预测所得的断面积进行组合预测。结果表明:组合预测法预测林分断面积的精度比单一水平(单木水平、林分水平)预测的精度都高,同时组合预测法也改进了林分断面积预测模型的兼容性。     

杂种落叶松人工幼龄林林分枯损规律及枯损模型

根据2003—2015年黑龙江省江山娇实验林场杂种落叶松人工林48块固定样地复测数据,在对不同初植密度(Dp)等级(SD1(Dp2 000株/hm~2)、SD2(2 000≤Dp3 000株/hm~2)、SD3(3 000≤Dp4 000株/hm~2)、SD4(Dp≥4 000株/hm~2))林分的总体枯损趋势以及不同密度等级的株数、蓄积和径阶枯损分布规律分析的基础上,假定相对枯损率同林分年龄呈常数、幂指数、指数关系,利用差分模型结合拟合优度比较得出基础模型,并以初植密度等级作为哑变量构建了林分枯损(存活木株数)模型。结果表明:杂种落叶松林分枯损总体趋势分为3个阶段(林龄7~11 a为阶段1,林龄≥11~15 a为阶段2,林龄≥15~19 a为阶段3),枯损强度呈现强-弱-强的变化趋势,林分密度越大,株数枯损、蓄积枯损强度越大。杂种落叶松直径分布呈单峰山状曲线,且近似于正态分布,径阶枯损分布主要集中在2~12径阶。建议杂种落叶松造林初植密度小于4 000株/hm~2,在林分年龄为15 a时,对林分进行抚育间伐。杂种落叶松人工林林分相对枯损率同林龄的指数函数显著相关,将林分初植密度作为哑变量能明显提高林分枯损模型的拟合效果(R2a由0.77~0.93提高到0.97),该模型适用于预测不同初植密度幼龄林的存活木株数。     

利用增长量分配模型的杉木林分生长预测建模

以Richards方程为林分生长预测方程, 结合林分的少量实测和经验数据, 采用最小二乘法求得Richards方程的各个参数重构方程, 根据重构的Richards方程预测林分的整体生长, 然后根据预测量得到平均增长量, 基于"强者越强, 弱者越弱"原则的增长量分配模型, 将增长量合理地分配到每株林木上。在预测林分生长时, 提出一种全林分生长模型到单木生长模型转换的新算法, 即全林分生长模型采用Richards方程预测林分某个生长因子整体的平均增长量, 然后根据增长量分配模型将整体增长量合理分派到每株林木, 实现由整体到个体的转换。采用湖南省攸县黄丰桥林场1块杉木Cunninghamia lanceolata林分样地的实验数据并对其模拟建模。结果表明:该方法可使林分预测建模简便快速, 且建立的生长模型真实度较高。     

湿地松人工林经验收获表的编制

应用99块湿地松人工林标准地调查资料,以林分年龄、立地指数为自变量,利用Richards模型拟合各林分因子(直径、树高、蓄积等)生产过程;采用非线性麦夸特迭代求解法,确定各林分因子Richards模型参数,并进行模型检验和误差分析,在此基础上依据各林分因子生长模型编制16指数级湿地松人工林经验收获表.     

闽北马尾松人工林密度及立地效应

以闽北地区 80块马尾松人工林标准地资料为基础 ,研究林分蓄积与林分密度和优势木平均高的关系 .建立了林分蓄积与林分密度及优势木平均高的收获模型 M=a1Hb1 Nα- a2 Hb2 Nβ,通过生产弹性、边际产量分析 ,研究了密度效应及优势高效应 ,并根据立地及密度效应模型研究了林分密度、林龄、立地指数对林分蓄积的影响