利用度量误差模型方法建立相容性立木生物量方程系统

本文以马尾松(Pinus massoniana)地上生物量数据为例,通过利用度量误差模型方法,研究建立了地上生物量与干、皮、枝、叶4个分量的相容性方程系统。首先,从各个分量所占比例变化特点分析入手,采用比值函数分级联合控制和比例函数总量直接控制2种方案构建了以地上总生物量为基础的相容性方程系统,其中对地上总生物量模型的估计,又采取了独立估计和联合估计2种处理方法。结果表明,分级联合控制方案和总量直接控制方案效果基本相当,而独立估计方法和联合估计方法也几乎没有差异。然后,还对一元、二元和三元模型的拟合效果进行了对比分析,结果显示随着解释变量的增加,估计值的标准误差和平均预估误差会有所下降,但对模型效果的改善幅度并不大。最后,对各个分量占地上总生物量的比例随直径的变化特点进行了分析,结果表明干材生物量所占比例随林木直径的增大而提高,干皮和树叶生物量所占比例则随林木直径的增大而下降,而树枝生物量所占比例相对比较稳定。本文所建立的相容性生物量方程系统,地上总生物量的预估精度达到95%以上,树叶生物量的预估精度最低,但也达到了85%以上。     

相容性生物量模型的建立及其估计方法的研究

森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征,生物量数据是研究许多林业问题和生态问题的基础,因此,准确测定生物量十分重要。建立生物量模型是生物量估测的主要手段。以往所建模型,存在一个严重的缺陷,即各分量模型间不相容。如何解决相容性问题,一直是生物量估计领域所面临的一个难题。本文以长白落叶松为实例,提出了一种新方法－－非线性联合估计法,并与平差法进行了对比。针对不同建模方法,设计了５种估计方案,经过分析     

相容性生物量模型的建立及其估计方法研究

森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征 ,生物量数据是研究许多林业问题和生态问题的基础 ,因此 ,准确测定生物量十分重要。建立生物量模型是生物量估测的主要手段。以往所建模型 ,存在一个严重的缺陷 ,即各分量模型间不相容。如何解决相容性问题 ,一直是生物量估计领域所面临的一个难题。本文以长白落叶松为实例 ,提出了一种新方法———非线性联合估计法 ,并与比例平差法进行了对比。针对不同建模方法 ,设计了 5种估计方案 ,经过分析比较 ,确定了 1种方案为最优估计方案。该方案以树干生物量作为控制量 ,采取两级联合估计。模型构成如下第一级,W1=f2(x) f5(x),W2=f2(x),W5=f5(x);;第二级,W3=f3(x),W4=f2(x)-f3(x);;第三级,W6=f6(x),W7=f5(x)-f6(x)。本文中模型选型采用了变量逐步筛选法,参数估计采用了加权最小二乘法,以消除异方差现象。同时,提出了5个指标用于模型评价,即参数变动系数C%、总相对误差RS%、平均相对误差EE%,平均相对误差绝对值RMA%和预估精度P%     

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％。     

海南岛马占相思生物量模型构建方法研究

基于84株马占相思伐倒木实测生物量数据,构建了马占相思总量及各组分生物量估测模型,然后利用非线性度量误差方法,建立总量生物量与各组分(地上、树干、树根、树枝、树叶、树冠)的相容性生物量模型,拟采用可加性总量直接控制和分级联合控制2种方案对上述模型进行拟合和评价。结果表明:1)由胸径、树高变量构建的总量及各组分二元生物量独立模型预估效果较好,其确定系数均在0.85以上,最高达0.97;2)就可加性总量直接控制法而言,拟合的对数模型进一步提高了生物量模型的稳定性;3)这2种方案所建的二元模型拟合效果以分级联合控制方案略优,这2种模型在准确性上没有明显的差别;4)可认为利用度量误差法构建的马占相思生物量模型拟合精度高,实用性好。     

寒温带兴安落叶松林生物量模型

该研究对兴安落叶松的生物量模型进行了研究,在寒温带兴安落叶松林均匀设置了60块标准地,每块标准地内又设置9个灌草小样方,对单木、灌草和林分的生物量进行测定并建模,再通过检测样地验证模型的精度。结果表明:在寒温带地区,对兴安落叶松以D2H为参数的模型预测精度普遍高于仅以D为自变量的模型;幂函数B=3.7×(D2H)0.95拟合效果最佳,其R值和F值分别达到0.92和857,在统计上表现为极显著回归;灌木和草本生物量的估计误差和取样精度密切相关;在建立林分生物量模型时,通过相关性分析和逐步回归法可以剔除无效变量和冗余信息;在建立的模型中,树干生物量的估测精度最高(95.78%);树冠生物量精度次之(94.36%);林下灌木和草本层的估测精度较低。通过联合估计得到的林木、树皮、树叶和森林总生物量模型分别达到94.3%、91.22%、90.34%和93.43%的精度。     

国外立木生物量模型研究现状与展望

对国外立木生物量模型的研究现状进行了综述, 从样本采集、建模方法、模型评价和模型应用等方面系统总结了立木生物量模型研建的技术要点, 并从开展国家级森林生物量监测的角度提出了建立通用性立木生物量模型的研究重点。     

云南省云杉立木生物量模型研建

以云南云杉为研究对象,对云杉地上生物量和地下生物量模型进行研建。建立云杉地上总生物量、树干、树冠、干材、干皮、树枝、树叶独立模型与材积相容模型,采用分级联合控制和度量误差模型方法,建立地上总生物量和所有分量相容的立木生物量模型,建立根茎比模型对云杉地下生物量进行估计。结果表明：建立的云杉地上总生物量、树干、干材生物量二元模型预估精度均达95％以上,干皮生物量模型预估精度达94％以上,树冠、树叶、树枝生物量的预估精度均在92％以上,地下生物量模型预估精度在88％以上;所建立的模型可以用于云杉生物量的估计。     

东北林区天然白桦相容性生物量模型

基于东北林区天然白桦实测生物量数据,通过2种方案(以总生物量为基础分级控制和以总生物量为基础直接控制)建立天然白桦一元和二元相容性生物量模型,模型参数估计采用非线性度量误差联立方程组估计方法,并采用加权回归的方法进行异方差的消除。结果表明:2种方案所建立的天然白桦一元、二元相容性生物量模型的确定系数R2=0.800～0.988,模拟效率(EF)=0.80～0.97;2种方案所建立的相容性生物量模型的预测精度大多数在80%以上,树枝和树叶生物量模型的预测精度较差,但也在69%以上;所建立的相容性生物量模型中,总生物量和树干生物量模型效果较好,树根、树叶和树枝生物量模型效果较差。总的来说,2种方案所建立的相容性生物量模型都具有一定的精度,都能对天然白桦生物量进行很好的预估,以总生物量为基础直接控制方案所建立的一元和二元相容性生物量模型好于以总生物量为基础分级控制方案所建立的一元和二元相容性生物量模型,所以在进行天然白桦生物量预估时,建议采用以总生物量为基础直接控制所建立的相容性生物量模型。     

基于森林生物量相容性模型长白山天然林生物量估测

利用中国第四次(1997年)二类森林调查数据,借助长白山天然林森林生物量相容性模型,以汪清天然林区为例,对阔叶林、针叶林及针阔混交林等不同森林群落进行森林生物量及其分量的估测,研究区森林生物量密度及碳密度估测值分别为110.06 t/hm2和51.73 t/hm2,碳库估测值为0.0119 Gt C.阔叶林生物量占总森林生物量的59%,在该研究区占主导地位。     

一个新的通用性相对生长生物量模型

针对West等(1997;1999)提出的理论生物量模型与经验模型存在显著差异的问题,对应用最广的一元生物量模型M=aDb的2个参数进行专题研究。首先,基于几何学的观点推导出参数b的理论值为7/3(≈2.33),与大量已有研究结果的对比表明,该理论参数值能够很好地描述地上生物量与胸径之间的平均相对生长关系;然后,利用包含1441株样木的5组立木生物量数据对新提出的通用性理论模型进行验证;最后,分析参数a与木材密度ρ之间的相关性,并建立二者之间的线性回归模型。新的模型既简单明了,又能反映不同树种之间的生物量差异,可为建立用于区域性和国家级森林生物量估计的通用性生物量模型提供可行途径。     

度量误差对全林整体模型的影响研究

唐守正(1991)提出的全林整体模型,是一项将生长收获模型作为系统来进行研究的重要成果,在此基础上展开了一系列的应用研究。李希菲(1991)年建立了大青山主要树种的全林整体模型并进行了精度验证,洪玲霞(1993)给出了由全林整体生长模型推导林分密度控制图的方法,唐守正等(1995)对用全林整体模型计算林分纯生长量的方法及精度分析进行了研究。建立全林整体模型时,首先对林分每公顷株数、平均直径、林分优势高、林分平均高和形高5个因子进行观测,然后利用最小二乘法,由自稀疏方程估计出自稀疏指数γ、自稀疏率β、完满立木度林分的密度指数Sf[…     

与材积兼容的生物量模型的建立及其估计方法研究

建立生物量模型是生物量估测的主要手段,而建立与材积兼容的生物量模型是实现生物量调查与森林蓄积量调查相结合的基础。因此,采用变量逐步筛选法建立了落叶松和椴树与材积兼容的生物量模型。模型的参数估计采用了加权最小二乘法,以消除异方差现象。同时,提出了５个指标用于模型评价,即参数变动参数Ｃｖｉ、总相对误差Ｅｒ、平均相对误差Ｅｍ,平均相对误差绝对值Ｅａ和预估精度Ｐ。研究结果表明,所建的生物量模型不仅实现了与     

林下植被生物量研究进展

从林下植被生物量的收获方法、估算模型、参数选择等方面, 系统总结了30年来林下植被生物量的研究现状、热点问题及发展趋势。目前, 林下植被生物量获取方法除占主导地位的传统全收获法外, 平均木法、相对生长法、数量化法、非破坏性法等也得到逐步的完善和应用。生物量估算模型的广泛运用, 使得林下生物量的估算范围、精度及实用性大大提升。林下植被生物量除与上层乔木有重要关系外, 森林经营措施对其影响也不容忽视, 研究林下植被生物量时应考虑与上层乔木及经营措施的关系。     

多年生杜仲叶林栽培模式及其更新复壮

通过对叶林模式的田间生物量进行调查,同时又对叶林模式更新复壮与不复壮两种处理模式的田间生物量进行了对比分析,发现两种处理模式的年变化规律有着明显的差异。     

大兴安岭北部兴安落叶松天然林单木地上生物量

基于大兴安岭北部林区19块样地内104株天然兴安落叶松实测生物量数据,建立兴安落叶松天然林地上总量和分量相容性生物量模型,分别采用权函数和联立线性方程组消除方程的异方差和度量误差。结果表明：1)含度量误差的单木生物量相容性模型能解决总量生物量模型和分量生物量模型不兼容的问题,而且模型的预估精度高于经验模型;2)所建模型参数的决定系数 R2和模型偏差统计量,估计值的标准差 SEE、平均估计误差MPE、平均相对偏差 ME、平均相对偏差绝对值 MAE 分别为0.907～0.947,1.887～17.368,1.011%～2.703%,-4.937%～6.998%,5.408%～10.886%;3)对大兴安岭北部兴安落叶松天然林样木实测值进行统计分析,得到兴安落叶松天然林单木干材生物量占地上生物量的60.37%～76.80%,所占比例随年龄增加先增加再减小。树皮生物量占地上生物量的7.15%～20.11%,所占比例随年龄增加而减小;树枝生物量占地上生物量的8.51%～14.29%,所占比例随年龄增加基本呈现增加趋势;树叶生物量占地上生物量的5.12%～7.09%,在低林龄期时所占比例最大。     

基于主成分、聚类与SVR组合算法的森林生物量估算方法研究

以孟家岗林场二类清查数据为基础,对1371个小班的11项指标进行主成分分析,并采用系统聚类法对小班进行分类,进而利用支持向量回归算法分别进行生物量模型训练.结果表明：7个主成分指标可反映87.995％的生物量信息;1371个小班可分为5类,各类训练模型的预测精度均在89％以上,且均以v-SVR模型为最优.在得到的5类生物量训练模型基础上估算林场森林乔木层生物量,无需分起源、树种、立地类型,能够在保证生物量估算精度的同时,大大减少工作量,可为区域生物量的估算提供一种新的方法.     

叶林模式杜仲生物量的动态研究

通过对叶林模式杜仲6—10月的生物量动态变化的调查分析,结果表明:杜仲枝条长度和粗度前期增长较快,而到8、9月以后,增长缓慢,在10月份达到最大值,分别为115.57 cm和1.971 cm。6—8月为杜仲枝条皮干重的缓慢增长期,8—10月为杜仲枝条皮干重的快速增长期,在10月份最高,达到15.99 g;不同月份杜仲枝条皮含水率从高到低顺序为:6月>8月>9月>7月>10月,6月份最高可达74.7%,而10月份最低为68.88%。6—7月杜仲剥皮枝条干重增长不明显,7—10月为杜仲剥皮枝条干重的快速增长期,在10月份最高,达到111.63 g。不同月份杜仲剥皮枝条含水率从高到低顺序为:6月>7月>8月>9月>10月,6月份最高可达66.95%,而10月份最低为50.16%。6—9月为杜仲叶(单枝)总干重的增长期,9—10月为稳定期,9月份最高,达到48.96 g;不同月份杜仲叶(单枝)含水率从高到低顺序为:9月>8月>6月>10月>7月,9月份最高可达72.44%,而7月份最低为69.91%。不同月份杜仲叶片数量(单枝)从多到少顺序为:8月>9月>10月>7月>6月,8月份最多可达59片,而6月份最少为39.7片。建议以杜仲叶子为原料的加工产业,应在9月采摘叶子。