气候敏感的青冈栎单木胸径生长模型

【目的】构建气候敏感的青冈栎单木混合效应模型,探索气候对青冈栎胸径生长的长期影响,为未来气候变化下的青冈栎林经营决策提供依据。【方法】基于湖南省芦头林场青冈栎解析木数据,选择Mitscherlich生长方程作为基础模型,构建包含气候变量的再参数化模型和非线性混合效应模型,预测未来3种典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)下2011—2100年青冈栎单木胸径生长。【结果】1)非线性混合效应模型能够准确描述青冈栎单木胸径生长与气候变量之间的复杂关系,在拟合优度、误差水平等方面相比传统回归模型更具优势;2)加入气候变量的青冈栎生长模型能够响应气候变化对林木生长的影响,最冷月均温是影响青冈栎胸径生长最主要的气候变量,并负相关于胸径生长,其他气候变量在统计上不显著没有入选生长模型,对青冈栎生长的影响尚不明确; 3)青冈栎胸径生长对不同时期不同气候场景的响应不同,高排放的RCP8.5对青冈栎胸径生长的不利影响更大,低排放的RCP2.6对青冈栎胸径生长的负面影响相对较小,这些影响随时间推移将更加强烈。预计至2100年,30年树龄的青冈栎胸径生长在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5场景下相比气候条件不变时将分别下降6.3%、15.6%和53.1%。【结论】本研究构建的青冈栎单木混合效应模型具有气候敏感、统计可靠和预测有效等优点,研究结果有助于林业工作者在经营实践中应对未来气候变化所带来的挑战。     

云南松优势木胸径生长模型研究

以云南省金沙江流域永仁县的云南松天然次生林优势木胸径为研究对象,选择Logistics、Gompertz、Richards、Korf、Levakovic、严格苏马克和Hossfld模型对其进行拟合.通过对总相对误差、平均相对误差、平均相对误差绝对值和预估精度的分析,从中选出最优生长模型.研究结果显示,这些生长模型对云南松天然次生林优势木胸径生长拟合的精度基本相近.最优生长模型为Gompertz模型.     

湖南栎类-马尾松天然混交林单木生长模型研究

建立湖南栎类-马尾松天然混交林单木材积和断面积生长模型,为该林分的提质增量提供科学指导。选取湖南省9个地区共23块栎类-马尾松天然混交林,构建栎类、马尾松单木材积和断面积生长模型。通过分析可知:两种树种的材积和断面积生长模型均以Richards生长模型为最优,其确定系数(R²)最高,残差平方和(SSE)最小;混合效应模型模拟结果显示,栎类单木材积和断面积生长模型的随机效应在参数a₁处最好,而马尾松的材积和断面积生长模型的随机参数分别为b₁和a₁+b₁;相比基础模型,混合效应模型的拟合精度(P)、确定系数均有所提高,平均误差(ME)、平均误差绝对值(MAE)、相对平均误差(RME)和相对平均误差绝对值(RMAE)均大幅降低。结果表明,天然林林木的材积和断面积生长受树种与立地类型差异的影响较大,而混合效应模型能够充分考虑立地之间的差异,可以很好地解决这一难题。     

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。     

马尾松天然林立地质量评价

利用二类调查固定样地资料 ,分析了马尾松天然林上层木平均高、胸径与年龄三者之间的关系。结果表明 :年龄在决定马尾松天然林上层木平均高时意义不大 ,而上层木平均高与胸径的相关性密切 ,符合Richards方程。故采用上层木在一定胸径 ( 35cm)时的高度值表示立地指数。讨论了这种评价方法的理论基础、精度及其天然异龄林经营实践中的意义     

基于单木断面积生长量的湖南栎类次生林立地评价研究

立地质量评价是林业工作中开展森林经营活动的基础,而混交次生林的立地评价是目前研究亟需解决的难点。本研究基于湖南省一类清查3期的栎类次生林调查数据,以单株栎类的胸径和5年断面积生长量为评价指标,参考地位级指数的编制方法,探讨了4种不同栎类组分数据在栎类混交林立地质量评价方面的可行性。结果表明:Ⅱ类数据的最优导向曲线为幂函数,Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ类的最优导向曲线为Gompertz方程;利用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类数据评价栎类立地质量的精度分别为66.7%、56.2%、63.3%和78.2%,Ⅳ类数据精度最高,说明以样地内所有栎类树木的胸径与5年断面积生长量为评价指标的立地质量评价方法精度较高,可为湖南省栎类次生林的立地质量评价提供参考。     

栎属树种生长模型研究进展

栎属树种是亚热带常绿阔叶林和温带落叶阔叶林的主要建群树种之一,分布范围极为广泛,在国内外被广泛应用于城市园林绿化、水源涵养林、水土保持林,也是重要的珍贵用材树种,同时其果实、栓皮等具有重要的工业和药用价值.研究栎林的生长过程,对其经营抚育决策具有重要的参考意义.文中对近年来国内外关于栎属树种的生长过程,特别是栎属树种生长模型的研究进行了综述,包括栎属树种全林分生长模型、单木生长模型、径阶分布模型等;阐述了栎属树种生长模型的研究现状及发展趋势,以期为栎林的经营抚育决策提供参考.     

基于混合效应的湖南栎类与杉木单木断面积生长模型研究

构建栎类（Quercus sp.）杉木（Cunninghamia lanceolata）混交林单木断面积生长模型,为该类 型林分的生产经营提供参考。以湖南省 31 个样地共 1 646 株栎类与 1 154 株杉木为研究数据,7 个常见模 型作为栎类、杉木的单木基础模型,基于样地随机效应构建栎类、杉木的单木断面积混合效应模型。结果 表明,栎类断面积的最优基础模型为 Gompertz,杉木断面积的最优基础模型为 Logistic;栎类断面积混合 效应模型相比于基础模型,决定系数 R2 提高了 0.053,SSE 与 RRMSE 均有所降低;杉木断面积混合效应 模型相比于基础模型,决定系数 R2 增加了 0.035,SSE 与 RRMSE 均有所降低;栎类断面积的成熟年龄在 50 年以后,杉木断面积的生长速率在 30 年左右逐步放缓。文章在栎类、杉木单木模型的基础上进一步加 入样地随机效应,模型拟合精度明显提高,说明栎类、杉木的断面积生长都受到年龄与样地的综合影响。     

森林立地质量评价的可变生长截距模型与应用

在关帝山林区8个林场的油松天然林中选取69株优势木进行树干解析,应用XLSTEM和SYSTATE软件进行数据处理和分析,充分考虑达到胸高的年龄在立地指数模型中的意义,确定油松天然林立地指数基准年龄,引入生长截距和可变生长截距的概念,分析林分优势木达到胸高的年龄与立地条件的关系,建立关帝山林区油松天然林立地指数的可变生长截距模型.结果表明:1)研究地区油松天然林立地指数基准年龄可确定为胸高年龄35年,实际总年龄约为42～45年;2)油松天然林达到胸高的年龄与立地条件的关系不密切;3)本研究建立的油松天然林可变生长截距模型准确、可靠,能对胸高年龄为3～35年的油松天然林进行准确地立地质量评价.     

湖南省栎类次生林冠幅—胸径模型模拟研究

以湖南省51块样地的151株栎类优势木作为研究对象,构建了含固定效应的冠幅—胸径模型,以期为湖南省栎类次生林的经营管理提供理论支撑.首先,从5个合适的冠幅—胸径候选模型中,选取一个拟合效果最好的作为基础模型.然后,采用数量化方法I,在林分类型、树种、优势木高、林分密度等4个林分因子中,筛选出对冠幅影响显著的因子,将其作...     

基于立地混合效应的湖南丘陵平原区杉木多形立地指数模型研究

目的 研究林分立地因子对立地指数的影响,构建含立地混合效应的立地指数模型,以解决区域性立地指数模型精度低的问题。 方法 基于湖南丘陵平原地区360组杉木平均优势木高-年龄数据,利用数量化方法Ⅰ对影响林分优势高生长的立地因子进行显著性分析,并选取P＜0.05的立地因子作为主导因子;采用8种常用的立地指数方程进行基础模型选择,以主导立地因子及其组合作随机效应,确定包含立地效应的立地指数模型。运用AIC、BIC、Log-likelihood和R2等4个评价指标比较不同组合类型的模拟精度,选取最优随机效应组合。采用K-means聚类划分立地类型组,以解决复杂立地类型的模型应用问题。 结果 1）基于数量化方法Ⅰ的显著性分析结果显示：对林分优势高具有显著影响的立地因子有海拔、坡度、坡向与土壤类型,其显著性顺序为土壤类型＞海拔＞坡向＞坡度。2）10个候选基础模型的拟合精度均较低（R2=0.424 3～0.564 4）,本研究选取M4（R2=0.564 4）作为构建多形立地指数曲线的基础模型。3）将不同立地因子及其组合作随机效应构建非线性混合模型,确定系数R2从0.424 3～0.564 4提高到0.565 5～0.808 9,模型拟合精度的高低与主导立地因子的显著性紧密相关,其中含立地类型的混合模型模拟精度最高（R2=0.808 9）。4）以确定系数≥0.99为聚类精度标准,将研究区立地类型划分为11个立地类型组,含立地类型组的混合模型在便于应用的同时,提高了建模精度（R2=0.811 7）。 结论 含立地随机效应的立地指数曲线模型可以显著提高区域复杂立地类型的立地建模精度。     

湖南栎类次生林林分断面积生长模型

[目的]构建湖南栎类次生林林分断面积生长模型,为其经营措施和生长收获预估提供理论依据.[方法]以湖南省6期国家连续清查数据(1989—2014年)中以栎类为优势树种或主要树种的样地为研究对象.选用7种常用的生长理论方程,以林分断面积为因变量,年龄为自变量构建基础模型.通过评价指标选出最优基础模型,构建含有地位指数、林分...     

用环境因子与生长模型中参数的关系评价立地质量

本文以红松天然林为例,应用数量化的方法,以树木的高生长与年龄和立地因子导出的参数建立出数学关系,最后利用这种关系对树木在不同立地的生产力作出数量上的评价,并划分出不同等级的立地类型。为树木的适地适树,速生丰产、合理经营提供可靠的理论依据。一、调查方法在朗乡林业局随机抽取6个林场,在每个林场内采用典型抽样调查方法,分别林分类型设置标准地。在红松阔叶林内共设置标准地54块,标准木509株,解析木     

青海省不同生境下青海云杉胸径生长模型研究

[目的 ]研究不同生境压力下青海云杉的林木胸径生长规律及生长模型,为有效保护、合理经营青海云杉林提供经验模型。[方法 ]利用青海地区青海云杉的树轮数据,计算单木胸径生长量,分析不同起源、不同坡位条件下胸径生长规律,构建单木胸径生长模型,对比与评价不同模型的拟合优度结果。随后选取基础模型,建立考虑起源和坡位的青海云杉单木胸径混合效应模型,采用全部数据对模型进行检验。[结果 ]总体来看,青海云杉生长到胸高位置后,单木胸径生长量随着年龄的增加呈现下降后平缓变化趋势;青海云杉天然林、人工林单木生长的速生期分别为29—44 a、29—39 a,连年生长量(CAI)和平均生长量(MAI)均在0.40 cm以上,随后天然林单木CAI和MAI的变化平缓,人工林的变化幅度较大。不同坡位的单木胸径生长趋势具有差异。生长模型结果显示,不同起源、坡位条件下各树种最优胸径生长模型的决定系数(R2)均在0.913以上,总体相对误差(TRE)和平均系统误差(MSE)均在±2%以内,平均预估误差(MPE)大多在5%以内,平均百分标准误差(MPSE)在35%以内。以Gompertz模型为基础模型构建的混合效应模型的R2...     

包括气候变量的大尺度柏木胸径单木生长模型

利用多期森林资源连续清查的近3 000株柏木单木生长数据,建立了2种中北亚热带地区柏木单木胸径生长的大尺度统一模型,模型调整后决定系数都超过0.6。其中全模型包括更多林分的因子,方便模型则只包括易于从地形和林相图等中获取的变量,更方便大尺度上的应用。这些模型都包括气候变量。结果表明,对于大尺度上的柏木生长,地理位置和年均积温影响最大。这些模型为研究大尺度上的森林生态系统生产力和气候变化提供了工具。     

直接模糊聚类在立地质量评价中的应用──方旺林场立地类型划分及质量评价

在编制方旺林场森林经营方案中，根据林场立地条件，以成土母岩和土壤厚度为主导因子划分立地类型，运用直接模糊聚类方法，进行立地质量评价，取得了良好的分类效果。     

翅荚木胸径生长模型的Box-Cox变换研究

以翅荚木胸径生长为研究对象,构建了Box-Cox变换前后的胸径生长线性模型,分别为D=1.285 3t-1.347 8、D＇=0.197 7t＋1.287 8。通过比较模型决定系数R2、Q-Q图、Shapiro-Wilk检验概率P等的结果表明：对于不服从正态分布或正态性不明显的样本数据,Box-Cox变换可增强其正态性...     

基于随机森林模型的天然林立地生产力预测研究

从汪清林业局大荒沟林场、大柞树林场等11个林场的森林资源二类调查数据中选取优势树种为蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的小班。以海拔、土层厚度、坡位、坡向、腐殖质层厚度、坡度6个立地因子以及年平均气温、月平均气温差等19个气候因子为输入变量,以树种年平均蓄积生长量为输出变量,应用随机森林回归算法分别建立蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的立地质量评价模型,对不同立地条件下的造林地进行生产潜力预测。同时,分析了各环境因子对树种生长的影响权重。结果表明:1)所建立的3种回归模型的RMSE的值分别为:0.22、0.54、0.52,R^2值分别为:0.79、0.79、0.72,模型的拟合效果较为理想。2)研究区域内,对蒙古栎生长影响较大的因子依次为月平均气温差、温度季节性变化、坡度、年降水量、年平均气温差;对针阔混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、腐殖质层厚度、月平均气温差、最湿季度降水量、最暖季度降水量;对阔叶混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、坡位、坡向、温度季节性变化、最干旱季平均气温。3)通过对比同一立地3种类型的生产力,针阔混交林、阔叶混交林的年平均蓄积生长量均高于蒙古栎纯林,针阔混交林略高于阔叶混交林。4)因此,应客观考虑环境因子对于林木的影响程度,使其生长环境条件尽可能地处于最佳组合状态。