森林生物量相对生长方程的比较选择

本文以杉木人工林为例，通过8种相对生长方程的比较分析，论证了森林生物量调查中选择相对生长方程（曲线）自变量因子的依据。并指出在大范围的调查中可用二元生物量表导算出一元生物量表。     

两种生物量模型的比较(英文)

CAR模型和VAR模型是生物量模型研究与应用中最为常用的基本形式 .该文用再抽样的方法 ,从模型参数的稳定性、模型的预估能力上较全面地分析与比较了两类模型 .通过对CAR和VAR模型比较得出 :CAR模型相对VAR模型 ,不仅参数估计值稳定 ,而且预估能力强 .     

东北天然次生林下木树种生物量的相对生长

以东北天然次生林下木层主要树种为研究对象,将各树种按照植株形态分为乔木型植物和典型灌木2类,利用不同函数和自变量构建单物种及混合物种2类器官生物量方程,挑选出标准误较小、拟合性较好的方程作为最佳生物量模型,比较基于不同自变量的生物量模型的优劣,分析植物生物量与个体大小的相对生长关系。结果表明:1)筛选出的各树种器官最佳生物量模型大多显著(P0.05),且R2值大多超过0.800,方程形式以幂函数为主,少数为二次多项式、线性方程和指数方程,乔木型植物生物量均以离地面10cm处树干直径(D10)解释较理想,典型灌木的最佳生物量模型多以冠幅(CA)和冠幅乘以高度(CAH)为自变量;单物种模型与混合物种模型相比,并非所有的单物种模型都优于混合物种模型。2)引入高度变量H和主干长变量L对各树种器官生物量模型的R2值的贡献相似,但包含主干长变量的生物量模型的R2值增加较小。与单变量生物量模型相比,大多典型灌木生物量模型的R2值增加,多数乔木型植物生物量模型的R2值减小;与H相比,L并不是一个较好的预测变量。3)下木树种器官生物量与植物大小的相对生长研究再次表明相对生长关系并不唯一,乔木型植物器官生物量与D10的相对生长关系的变化范围是1.712～2.555,其中多年枝、总枝、地上部分、粗根、地下部分和个体生物量与D10的幂指数接近理论值8/3。典型灌木各器官生物量与CA和CAH的相对生长关系的范围分别是0.688～1.293和0.436～1.017,其中叶、新枝、粗根、地下部分和个体的生物量与CA接近等速生长,多年枝、总枝和地上部分与CAH接近等速生长。     

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Ra2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,Ra2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,Ra2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。     

一个新的树高生长模型

1 模型的建立McDill和Amateis(1992)在研究森林立地质量评价时,用量纲分析法提出了一个新的树高生长函数,其微分形式为:(dH)/(dA)=a(H/A)(1-(H/M)(1)式中A、H分别为林木的年龄和相应树高,a、M为待估参数。与著名的Richards生长函数相类似,(1)式中的两个参数都具有直观的生物学意义:a为比率参数(rate Pa-     

林分生物量碳计量模型的比较研究

选取3个天然林群落作为研究对象,利用3种包含不同计量参数的生物量碳计量模型,即生物量因子法、异速生长方程法及材积源生物量法,分别计算林分碳储量并比较分析各模型计量结果的差异。结果表明:生物量因子法与材积源生物量法计算所得林分平均碳密度相近,分别为155.56和152.82 Mg·hm-2,异速生长方程法的结果偏低,为118.44 Mg·hm-2,生物量因子法计算的不同群落的林分碳储量比异速生长方程法的高22.11%~43.02%;各群落的立木结构及物种组成存在显著差异,均方根误差分析显示生物量因子法对群落碳密度的差异反应最为敏感,计量精度最高;各方法计量结果均显示中、大径级立木是林分碳储量的主要贡献者,中径级立木与大径级立木中计量精度较高的模型分别是异速生长方程法与生物量因子法。综合考虑计量精度及参数获取的便利性,3种计量模型各有优势,在实际应用中可以根据具体情况选择较为适合的模型,一般情况下可使用材积源生物量法,能便利地获得与采用包含木材密度参数的生物量因子法最接近的计量结果。     

区域尺度杉木生物量通用相对生长方程整合分析

对已发表的我国南方不同地点的杉木林生物量数据和方程进行整合分析(Meta-analysis),建立适合大尺度的杉木生物量估算通用相对生长方程。结果表明:通用相对生长方程拟合杉木树干、地上部分和全株生物量数据程度最高(相关系数R20.92),根生物量的拟合较好(R20.87),叶和枝的拟合较差(R20.78)。仅用胸径(D)作为自变量与引入胸径、树高因子(D2、H)相比,拟合的相对生长方程的相关系数相差不大。估算的各组份生物量叠加后,与地上部分和全株树木生物量方程估算值的相容性较好,其相关系数在0.99以上。方程检验结果与发表的全株生物量方程比较表明,整合分析数据拟合的通用相对生长方程能满足估算大尺度杉木地上部分和全株生物量的精度要求,可以用来估算区域杉木林的生物量和碳贮量。     

国内外灌木生物量模型研究综述

灌木林是自然界中广泛存在的一种陆地生态系统类型, 是森林资源的重要组成部分。文中对国内外灌木生物量模型的研究现状进行了综述, 从数据采集、建模方法和模型评价3个方面系统总结了灌木生物量模型研建的技术要点。数据采集主要包括样本单元数的确定、测定因子的选定和样本数据采集3部分, 其中样本数据采集又包括野外鲜质量测定和实验室干质量测定2部分。建模方法的重点是确定灌木生物量模型的结构和选择参数估计方法, 而模型评价的核心是选定合适的评价指标。文中从开展国家级森林植被生物量监测的角度提出建立灌木生物量模型的有关建议, 即首先要确定合理的建模样本单元数, 再选择合适的灌木生物量建模技术方法, 还要重视对所建模型的评价, 给出模型的预估精度指标。     

水杉人工林生物量模型的研究

在水杉人工林中选择林分结构、林龄相同的标准地进行调查,按径阶选择8株标准木,测定每株标准木的胸径、树高、叶面积和各部分的生物量。应用相对生长分析法,通过多元筛选建立了水杉人工林各器官间相互关系的模型。单株D~2H 和叶面积呈一元线性回归关系,与生物量间呈幂函数回归关系;单株胸径和生物量呈一元线性回归关系;不同高度与含水量间呈二次函数关系。这些模型的建立,为分析林分结构,评价光合生产能力,探讨水杉人工林的生物量分布规律提供了依据。     

森林生物量的估算方法及其研究进展

总结分析生物量模型(包括相对生长关系和生物量-蓄积量模型)和生物量估算参数这2类常用的生物量估算方法,提出今后我国在森林生物量估算领域的研究重点:1)整合经验相对生长方程;2)系统研究生物量估算参数的规律性及其不确定性;3)构建以传统估算方法和3S技术相结合的生物量估算系统.     

基于异速生长和理论生长方程的广东省木荷生物量动态预测

【目的】将异速生长方程与理论生长方程相结合,预测广东省木荷生物量动态,为广东省木荷林碳汇计量提供模型和方法,为其他树种碳汇计量提供可借鉴的方法学支持。【方法】基于实测样木生物量调查数据,包括40株树干解析资料,构建由胸径和年龄的理论生长方程以及地上生物量和胸径的异速生长方程组成的模型系,利用非线性度量误差联立方程组,在胸径生长速度分级情况下拟合模型参数;基于3期森林资源连续清查固定样地样木数据,对广东省木荷生物量动态进行预测。采用决定系数( R 2)和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果,通过生物量存量估计误差和增量估计误差判断模型预测效果。【结果】在胸径生长速度分级情况下,理论生长方程中年龄对胸径的解释率达0.95以上,比不分级提高0.166 3,均方根误差下降到1.97 cm,降低2.16 cm以上,预测胸径对地上生物量的解释率提高到近0.82;接近独立异速生物量模型中实测胸径对地上生物量的解释率达0.88以上,比不分级提高近0.30,均方根误差下降到51 kg左右,下降30 kg以上。在胸径生长速度不分级情况下,各期生物量存量估计误差变动幅度在-46.31%~77.45%之间,而分级情况下下降到-16.13%~7.06%;在尺度上,分级与不分级均呈相同规律,即单木误差小于林分误差、林分误差小于区域误差。不分级时,单木水平和区域尺度间的误差不大于10%,而分级时小于8%。不同间隔期生物量增量估计误差,不分级时估计值普遍偏大,在32.57%~115.45%之间,而分级时下降到-6.57%~15.77%之间,在单木尺度上不超过±10%;随着尺度增大,增量估计误差不断增加,不分级时单木水平和区域尺度间的误差介于10%~15%之间,分级时稳定在8%左右。【结论】对于理论生长方程和异速生长方程组成的模型系,分级可极大提高模型精度,减小预测估计误差;生长速度不分级时,仅利用胸径或年龄数据,分级时,则可利用2期胸径数据或1期胸径和年龄数据,就可预测未来生物量动态,简单方便,在森林资源连续清查和碳汇造林的碳汇量计量中具有极大应用价值,区域尺度上的估计误差也可基本满足精度要求。     

Allometric equations from a non-destructive approach for biomass prediction in natural forest and plantation in West Africa

Allometric equations are required for a rapid estimation of commercial timber volume and forest biomass stocks. In order to preserve the forest ecosystem, this study applied a non-destructive sampling approach to measure biophysical properties of living trees. From these measurements, volume and biomass models were developed for 11 dominant tree species in a semi-deciduous natural forest and for Acacia auriculiformis in a plantation located in southern Benin. The observations were combined to develop also generic models applicable to non-dominant tree species. Wood samples of the tree species were collected with an increment borer and analysed in the laboratory to determine species-specific wood densities. The sample size was composed of 243 trees in natural forest and 21 trees in plantation. The measurements were conducted in 30 plots of 50 m × 50 m. The graphical assessment of correlation between model outputs (biomass and volume) and variables (diameter and height) and the statistical analysis confirmed that the logarithmic model with two variables had the best predictions. The assessment also confirmed that the model using diameter only as a variable had good predictions when observations on height were unavailable. The comparative analysis of model predictions showed that the generic model in this study over-estimated biomass by up to 74.80% for certain species and under-estimated biomass by 21.18% for other species. The study shows that there are no statistically significant differences between the wood densities in this research and that published in previous studies.     

福建酸竹地上生物量积累分配特征及其异速生长关系

为摸清福建酸竹生物量积累与分配特征,测定了1~4年生福建酸竹的秆、枝、叶生物量,分析了立竹地上构件生物积累与分配特征及其相对生长关系。结果表明,不同年龄福建酸竹构件含水率、生物量及其分配比例与相对生长关系差异明显。随立竹年龄增加,秆、枝、叶含水率明显下降,而其生物量及总生物量则显著增加;秆生物分配比例及异速生长指数总体下降,而枝、叶生物量分配比例及其异速生长指数总体升高。综合分析表明,福建酸竹丰产林经营宜多留养2年生、3年生立竹,适量留养4年生立竹。     

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。     

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。     

单木生物量模型误差分析与定权方法探讨

长久以来．在林业上人们总是习惯于从已直接观测到的数据的拟合情况来选择生物量数学模型、讨论模型的精度，而缺乏对生物量数据本身的误差分析，因而很容易导致生物量数学模型在参数估计上产生偏差。因此，文章从生物量数据的获取着手，引入误差理论，详细地分析了生物量测定的误差来源，并由此详细讨论了在单木生物量模型建立过程中生物量测定误差和生物量数学模型误差的影响。同时引入了误差传播定律、协方差传播定律，从而在理论上证明了生物量拟合误差随自变量增大而增大的异方差性分布特点：根据生物量异方差性的误差分布特点，对生物量模型解算过程中的合理选权问题进行了探讨。     

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。