长白山区人工红松林蓄积生长模型研究

基于吉林省长白山区1 078块人工红松林小班的森林资源规划设计调查数据,选用12种3参数的生长模型对蓄积生长进行模拟,并用决定系数R2、均方根误差RMSE对模型精度进行检验,最后以模型外推检验其生物学意义。结果表明:人工红松林经历"缓慢—旺盛—缓慢"的生长阶段;理论生长方程Richards模型和Gompertz模型能较好地模拟这个过程,拟合精度较高,生物学意义较好;拟合的生长曲线呈现慢生树种典型的"S"形。对蓄积生长模型求导计算出连年生长量模型,表明人工红松林分在29a附近时蓄积连年生长量达到最大值。蓄积生长模型能较好地模拟长白山区人工红松林的生长过程,可为森林生长预测和经营优化提供参考依据。     

东北过伐林区主要森林类型林分蓄积量生长模型

以吉林省汪清林业局金沟岭林场的主要森林类型为对象,基于小班调查数据,利用R ichards、Logistic、单分子、Gompertz和Korf 5种理论生长方程,建立了林分蓄积量生长模型,采用模型拟合统计量、误差及残差分布对模型进行评价和检验。结果表明:白桦林、人工混交林、天然针阔混交林用R ichards模型最好,人工落叶松林、阔叶混交林、天然针叶混交林用Logistic模型最好。研究结果为该地区森林生长预测和经营优化提供了参考和依据。     

长白山区3种天然阔叶林分生长规律研究

从吉林省红石林业局森林资源调查小班中筛选出天然柞树纯林、慢阔和中阔等3种林分类型,利用各林分类型的森林资源调查小班数据,对4种符合“S”型生长曲线的林分生长模型进行了构建,并对各林分类型的生长规律进行了研究。结果表明:所拟合的各林分生长模型检验精度均大于98%,拟合结果较好。其中柞树纯林和中阔以模型(4)拟合最优,慢阔以模型(2)拟合最优。3种林分中最早达到最大连年生长量和平均生长量的为中阔,其次为慢阔,最晚为柞树纯林,其数量成熟龄,分别为50,56,64a。柞树纯林、慢阔和中阔的林分生长速生期分别为27—70a,24—64a,24—54a。     

四川巨桉短周期工业原料人工林直径分布规律及其收获模型的研究

运用Weibull分布、反-Weibull分布、Logistic方程三种模型拟合巨桉短周期工业原料人工林林分直径分布规律，结果表明Logistic方程拟合巨桉人工林的直径分布效果好，并在此基础上分3个立地等级建立了直径分布收获模型，经检验，精度达到要求。     

湖南速生、中生、慢生阔叶树组单株生长模型构建

[目的]研究湖南速生、中生、慢生阔叶树组的生物量碳计量参数,构建相关生长模型,以期为湖南省林业碳汇项目大面积的开发奠定基础。[方法]以湖南省速生、中生、慢生阔叶树组为研究对象,利用收集和调查的生物量、解析木实测数据,选择不同数学模型,通过曲线回归、非线性回归方法拟合模型参数,建立阔叶林碳汇基线情景、项目情景下的碳汇计量方程,并进行模型精度检验。[结果]不论是基线情景,还是项目情景,幂函数模型均是各阔叶树组的单株生物量模型的最优模型;各阔叶树组胸径、树高生长模型形式各异,对于胸径生长模型,两种情景多以S模型拟合效果最好,对于树高生长模型,两种情景多以Logistic模型拟合效果最好。[结论]所建两种情景各阔叶树组的生长模型预测精度均达到了90%以上,均通过了F检验,适用于估算各阔叶树组不同情景下的碳汇量。     

广西杉木林分相对树高曲线模型研究

为减轻森林资源调查的工作量，满足蓄积量调查的精度要求，利用广西276块杉木(Cunninghamia lanceolata)林标准地资料，选用理查德函数变型的固定参数式和可变参数式建立杉木林分相对树高曲线模型，综合考虑模型拟合决定系数(R²)、均方误差(MSE)、总相对误差(TRE)、平均相对误差(MRE)、平均百分比误差(MPE)和预估精度(P)等指标，选择表现较好的模型。结果表明，最佳的杉木林分相对树高曲线模型为理查德函数变型固定参数式模型。将利用模型估算的林分蓄积量与利用二元材积表估算的林分蓄积量形成成对数据，采用配对t检验法对二者均值差异进行检验；结果显示，二者无显著差异，精度达到99.46%。利用理查德函数变型固定参数式模型建立的杉木相对树高曲线方程预估精度高，可在广西区内应用，整体区域模型函数为■，中心产区模型函数为■，一般产区模型函数为■。     

四种针叶低效林单株生长模型构建

以碳汇林基线情景低效针叶林,包括日本落叶松、杉木、马尾松、湿地松为研究对象,利用收集和调查的生物量与解析木实测数据,选择不同数学模型,通过曲线回归、非线性回归方法拟合模型参数,建立4个树种的单株生物量模型、胸径生长模型和树高生长模型。结果表明:4个树种的单株生物量模型、胸径生长模型采用相关系数较高、MSE值最小的幂函数模型、S模型拟合效果最好;4个树种的树高生长模型形式各异,日本落叶松、湿地松以Logistic模型拟合效果最好,杉木以抛物线模型拟合效果最好,马尾松以S模型拟合效果最好;检验结果表明,所建日本落叶松、杉木、马尾松、湿地松的生长模型预估精度均达到了95%以上,且都通过了F检验。     

基于森林资源连续清查样地数据的林分林木生长模型研制

以广西森林资源连续清查固定样地的复测样木和样地数据为原始数据,对马尾松、杉木、阔叶树单木和林分生长率模型进行拟合。建立单木生长率模型,预估样地中采伐木生长量,求算其自然状态下未经采伐的样地林分生长量,以此为基础拟合林分生长率模型,初步选出3个较优模型,通过拟合与优化以及精度检验,最终选出最佳模型。在全区样本建模基础上,针对马尾松和杉木不同区域生长差异性,按一元立木材积模型适用区域同步进行分区组织样本建模,结果表明分区建模精度均高于全区样本拟合精度,其能更好地表达林分生长状况。     

碳汇林主要建群种树高和胸径生长模型构建

依据湖南省碳汇林的主要类型,利用"八五"到"十二五"期间课题组自有研究成果,并进行补充调查;以碳汇林的17个主要建群种作为研究对象,综合考虑林分类型、立地状况、群落结构等因子布设固定样地194个,按径阶组划分不同的树高级用以选取目标径阶标准样木共计1 098个,采用树干解析木法,利用Richard、Logistic、Korf、Mitscherlich、Schumacher、Weibull等6种理论生长方程分别进行拟合。得出拟合效果最优的主要建群种树高和胸径生长模型,所有最优模型相关系数均达到了0.9以上,通过评价与检验,各模型均具有较好的拟合精度和预估水平。     

单叶省藤人工林茎长分布模型的研制

选择Logistic、Richards和Weibull三种理论生长方程,采用两次曲线拟合法描述单叶省藤(Calamus simplicifoius)人工林母茎长和萌茎长的结构规律,旨在研制单叶省藤人工林茎长分布模型。结果表明:Weibull和Logistic方程均适于描述母茎长结构规律,而Richards和Logistic方程则适合于拟合萌茎长的分布特征;通过比较拟合效果,分别建立了Weibull和Richards方程中的b、c参数与林分因子相关的参数预测模型,结合林分生长模型研制了基于两次曲线拟合的茎长分布模型。经检验,所建立的单叶省藤人工林茎长分布模型预测精度高,可在生产上应用。     

福州市米槠林分相容性胸径生长模型和树高曲线模型研究

根据福州市森林资源二类调查数据,利用非线性度量误差联立方程组方法,分别建立基于5种经验生长方程的胸径生长模型和树高曲线模型系统,以均方差(RMSE)、平均绝对偏差(MAD)、决定系数(R~2)和预估精度(P)作为模型评价指标,对比5种模型的拟合效果。结果表明:5种模型的预估精度均大于90%,其中Logistic模型拟合效果最优,胸径生长过程曲线和树高曲线的模型预估精度分别为92.85%和95.15%。经配对t检验,胸径和树高的实测值与预测值之间无明显差异,拟合效果优良。数据分析显示,米槠林分胸径快速生长期滞后于树高快速生长期,均处于林分中、幼龄林时期,然后生长速度逐渐变缓。该模型可以用来描述福州市米槠林分胸径和树高的生长变化规律,在优化模型结构的同时,减少误差对预测结果的影响,并建立了胸径、树高和林龄3者之间的相容性和一致性,为米槠林分的生长预测提供参考。     

基于森林资源二类调查数据的思茅松人工林经验收获表的编制

以云南省澜沧县2016年森林资源二类调查的994个思茅松人工纯林小班数据为研究对象,选用4种生长方程和1种线性回归方程拟合思茅松人工林林木生长过程,利用SPSS19.0和EXCEL2016对5种预选生长模型进行拟合,基于相关指数最大、残差平方和最小的原理,确定了林分平均树高、平均胸径和单位蓄积的最佳生长模型,模型预估精度高达95%以上,对数据T检验结果,其残差均在95%的置信区间。根据拟合的林分平均树高、平均胸径和单位蓄积生长模型及相关公式编制了澜沧县思茅松人工林经验收获表。     

不同坡向落叶松人工林林分生长模型差异的研究

本文利用红石林业局2016年森林资源调查小班数据库，对落叶松人工林不同坡向的林分生长模型进行了构建，并分析了模型参数差异。结果表明：不同坡向落叶松人工林公顷株数、公顷蓄积量、平均胸径和年龄等主要林分因子差异较小。落叶松人工林林分生长模型为理查德方程，不同坡向模型参数a差异显著，参数b和参数c差异不显著。阳坡、半阴半阳坡和阴坡模型参数a分别为207.7、207.6和181.5,参数b均为0.051 3,参数c均为2.761 6。     

长白山区人工落叶松林分生长规律的研究

从吉林省红石林业局森林资源调查小班中筛选出人工落叶松林分小班,以逻辑斯蒂模型和理查德模型进行构建,并对林分生长规律进行研究。结果表明:长白山区人工落叶松林分生长呈现出"慢—快—慢"的规律,所拟合的林分生长模型检验精度均大于98%,理查德模型拟合效果较好。人工落叶松林分生长分为3个阶段,其中"前慢期"时间为0～17年,"速生期"时间为17～36年,"后满期"时间为36年之后。林分数量成熟龄为37年,其平均生长量为4.624 1 m~3。     

基于混合效应模型及EBLUP预测美国黄松林分优势木树高生长过程

【目的】基于加拿大哥伦比亚省美国黄松79株解析木数据,研究如何用经验线性无偏最优预测法( EBLUP)预测优势木树高生长过程,并分析预测精度与观测次数、观测间隔和预测时长的关系。【方法】随机抽取49株解析木数据拟合树高生长混合效应模型,30株解析木数据用于 EBLUP 的预测分析。树高生长模型以Richards,Logistic,Korf等为基础模型,选用AIC,BIC及Loglik 3个统计量评价模型的拟合效果。模型拟合用R软件的 nlme函数实现,预测分析以预测误差均方( MSPE)为评价标准。在分析观测间隔、观测次数和预测时长对 MSPE的影响时,为分离出1个因素的影响效果,将2个因素保持不变,以分析第3个因素的影响作用。在 R 软件拟合结果的基础上,用SAS的IML过程进行EBLUP预测分析。【结果】拟合结果表明,Logistic方程的拟合精度最高,选为EBLUP预测分析的基本模型。预测分析结果表明,观测次数、观测间隔和预测时长对预测精度均有显著影响。随着观测次数的增加,MSPE一般表现出减少的趋势,但下降幅度与观测间隔有关：当间隔较大时,不同的观测值可以提供更充分的生长过程信息,因而可以显著降低 MSPE 值;但当间隔较小时,观测值所提供的生长信息相互重叠,对提高预测精度的增益有限。从预测时长角度看,在观测值附近一定区域内,EBLUP预测结果非常精确,但随着预测时长增加,预测误差呈逐渐增加的趋势。【结论】EBLUP 预测相当于两阶段拟合过程的第二阶段。第一阶段拟合为估计混合参数模型确定参数的过程,而第二阶段则是在第一阶段拟合结果的基础上,依据一个特定林分的若干树高观测值用 EBLUP法预测此林分的随机效应值,并进一步预测树高生长过程。     

黄藤人工林茎长分布模型的建立

对广西大青山黄藤人工林固定样地进行调查和收集资料,选择Logistic、Weibull和Richards3种理论生长方程,采用两次曲线拟合法分别描述母茎长和萌茎长结构规律,旨在建立黄藤人工林茎长分布模型.研究结果表明：Logistic方程对于描述母茎长和萌茎长结构规律均适合,Weibull和Richards方程则分别适合于拟合母茎长和萌茎长的分布特征;通过比较拟合效果,分别建立了Weibull和Logistic方程中的b、c参数与林分因子相关的参数预测模型,结合林分生长模型研制了基于两次曲线拟合的茎长分布模型.经检验,所建立的黄藤人工林茎长分布模型预测精度高,可在生产上应用.     

天然阔叶林生长收获动态预估模型的研究

根据天然阔叶林固定样地材料,选择合适的生长方程构建生长收获动态预估模型,并用遗传算法求解参数.模型经检验适用,实际应用误差较小,精度较高.应用天然阔叶林生长收获动态预估模型,只要输入现实林分年龄、立地质量类型、每公顷断面积,即可输出现实林分和未来林分蓄积量,应用简便,满足生长和收获的一致性,在林业生产上有推广应用价值.     

广东省常绿阔叶林生物量生长模型

[目的]研究林分生物量生长模型,以期估算区域尺度上的森林生物量。[方法]利用广东省五期森林资源连续清查数据(1997, 2002, 2007, 2012, 2017),以30个固定样地为研究对象(每块样地均有30株以上五期保留木,共计1 412株样木)。以Richards理论生长方程为基础,分别构建了基础生物量生长模型、含有林分特征的生物量生长模型、含有林分特征和立地条件的生长模型等不同形式的林分生物量生长模型,比较和评价了不同林分生物量生长模型的拟合效果。[结果]基础生物量生长模型拟合效果最差,调整决定系数R_a~2仅为0.475;将林分密度指标引入基础生物量生长模型后,拟合效果得到极大改善,R_a~2提高到了0.836;将哑变量引入含有林分特征的生长方程进行立地条件划分后,R_a~2达到0.961,拟合效果达到最优。[结论]含有林分特征的生物量生长方程一定程度反映了林分生物量生长与林分密度之间的关系,在此基础上划分样地类别进行参数分级,进一步提高了生物量生长模型的拟合精度,反映了不同立地条件下生产力之间的差别。     

湖南楠木次生林断面积生长模型研究

建立湖南楠木次生林断面积生长预测模型,为林分的生长预测和经营决策提供理论依据和科学指导。以湖南省1989—2014年6期森林资源连续清查样地中的楠木次生林为对象,以5个有生物学意义的理论模型构建断面积生长基础模型;在此基础上,加入与林分生长密切相关的立地指数,构建立地指数模型;为提高模型预测精度,加入含林分密度的随机参数,构建湖南楠木次生林断面积生长混合效应模型。选择5个有生物学意义的理论模型中确定系数(R~2=0.2410)和预估精度(P=98.8213%)最高、残差平方和最小(SSE=2986.1492)的Logistic生长模型作为基础模型;在参数b_1处加入立地指数,构建了湖南楠木次生林立地指数模型,其确定系数提升到0.331 2;以林分密度划分密度等级,构建以林分密度为随机效应的混合效应模型,结果显示,在参数b_4处加入随机参数的模拟,其AIC和BIC值最小,拟合效果显著优于其他模拟(ρ<0.0001);相比基础模型,混合效应模型的ME,MAE,RME,RMAE值均明显降低,确定系数提升到0.946 2,预测精度有所提升。所构建的混合效应模型能够提升林分断面积生长的预估精度,消除林分不同密度等级间的差异,为湖南楠木次生林的合理经营提供了科学依据。     

小兴安岭阔叶红松林林分结构与修复

小兴安岭阔叶红松林（Pinus koraiensis）是地带性顶极植被.本文以黑龙江丰林国家级自然保护区阔叶红松林为研究对象,系统分析小兴安岭阔叶红松林林分类型分布的斑块和年龄特征、垂直分布特征,论证郁闭度对红松群落数量、幼林生长群落的影响,阐述不同林分类型对红松天然更新的影响、上层林冠抚育对红松幼树的影响、上层林冠抚育强度对红松生长的影响.结果证明：透光抚育为红松提供了良好的生长空间,上层抚育可显著提高林冠下红松幼树的高生长、地径生长和保存率,提出了小兴安岭阔叶红松林生态修复的策略.