桉树相容性可加性立木生物量模型系统研建

桉树是我国南方重要的速生树种,在保障国家木材安全和增强森林碳汇能力方面发挥着重要作用,但目前尚无可靠的立木生物量模型。从我国桉树林的主要分布区广西分别采集了183株和124株代表性样木的地上生物量(含干、皮、枝、叶各个分量)和地下生物量数据,采用最新的综合哑变量方法和误差变量联立方程组方法的联合估计技术,建立了相容性可加性一元和二元立木生物量模型系统。结果表明,地上、地下生物量模型的确定系数R²均在0.95以上,平均预估误差MPE分别在3%和6%以下。通过对3组已发表的桉树地上、地下生物量模型的估计结果进行对比分析,发现仅1组模型能达到相关技术规程的精度要求,另外2组模型的估计结果明显有偏差,其中偏差最大的地下生物量模型其相对误差甚至超出了100%。此次研建的桉树相容性可加性立木生物量模型系统,为准确估计广西乃至全国桉树林的生物量及碳储量提供了计量依据。     

中国南方马尾松立木生物量模型研建

开展全国森林生物量监测和评估,建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型将成为必然趋势。以中国南方马尾松Pinus massoniana立木生物量为对象,对地上生物量和地下生物量通用性模型的建立方法进行了研究。首先,对线性和非线性立木生物量模型进行了对比分析,结果表明非线性模型要优于线性模型;然后,对一元、二元与多元非线性模型的拟合效果进行了对比,结果表明在模型中增加树高、冠幅等因子对预估精度的提高相当有限,仅用胸径作为预估因子的一元模型已经解释了生物量变动的95%以上,可以用于大尺度森林生物量的估计;最后,对地下生物量的估计途径进行了研究,结果表明,在地下生物量实测样本只是地上生物量实测样本的子样本时,合适的做法是利用子样本建立根茎比模型,再结合利用大样本建立的地上生物量模型来联合估计地下生物量。本研究建立的中国南方9省区马尾松地上生物量模型的预估精度达到95%以上,地下生物量模型的预估精度也接近90%,可以用于该区域的马尾松生物量估计。     

新疆云杉一体化立木生物量模型系统研建

[目的]研究建立地上生物量与地下生物量、立木材积之间相容,以及地上生物量与各分量之间可加的一体化生物量模型系统,为准确估计森林生物量提供定量依据。[方法]以新疆自治区的云杉(Picea spp.)为研究对象,基于230株和78株样木的实测地上生物量、树干材积和地下生物量数据,综合利用误差变量联立方程组方法和哑变量建模方法,研究建立集地上生物量、树干材积和地下生物量为一体,兼具相容性和可加性的二元和一元生物量模型系统,并分析一元模型是否受地域的影响。[结果]所建云杉一元和二元一体化生物量模型系统,地上生物量方程的平均预估误差在7%以下,干、皮、枝、叶各分项生物量方程的平均预估误差在10%左右,地下生物量方程的平均预估误差在15%以下,均达到了相关技术规定的预估精度要求。除了干材和树皮生物量的估计效果不如二元模型外,一元模型对其它各项生物量的估计均要优于二元模型。比例控制法和代数控制法均能解决地上生物量与干、皮、枝、叶各分项生物量之间的可加性问题,且两种方法得出的模型预估结果无显著差异。[结论]将哑变量引入误差变量联立方程组,不仅能解决地上生物量和地下生物量样本单元数不相等时如何联合建模的问题,还能同时解决地上生物量与地下生物量和立木材积之间的相容性问题及地上生物量与各分量之间的可加性问题,方法切实可行;对地上生物量、地下生物量及立木材积的估计,含区域因子的哑变量模型均要优于总体平均模型。     

中国湿地松立木生物量方程的研建

以我国湿地松154株样木的生物量实测数据为基础,综合利用分段建模方法和非线性误差变量联立方程组方法,建立了与立木材积方程相容的地上生物量方程和生物量转换因子模型,以及与地上生物量方程相容的地下生物量方程和根茎比模型。结果表明:所建地上生物量方程的平均预估误差小于5%,地下生物量方程的平均预估误差小于10%,全树生物量估计的平均预估误差小于3%,完全可满足森林生物量计量的精度要求,从而为我国湿地松林的生物量估计及碳汇能力评估提供了计量依据。     

含地域和起源因子的马尾松立木生物量与材积方程系统

【目的】建立含地域和起源因子的相容性立木生物量与材积方程系统,为准确估计森林生物量提供依据。【方法】以我国南方主要针叶树种马尾松为研究对象,基于301和104株样木的实测地上生物量、树干材积和地下生物量数据,综合利用哑变量建模方法和误差变量联立方程组方法,建立集地上生物量、树干材积和地下生物量为一体、确保与生物量转换因子和根茎比等变量相容的一元和二元方程系统,并分析立木生物量和材积估计是否受地域和起源的影响。【结果】所建立的马尾松一元和二元相容性立木生物量方程与材积方程,确定系数(R~2)均在0.92以上,其中地上生物量方程的平均预估误差在4%以内,地下生物量方程的平均预估误差在8%以内。对马尾松地上生物量和树干材积的估计,二元模型均显著优于一元模型,其F统计量远大于临界值;但对地下生物量的估计,二元模型反而不如一元模型效果好。不论是一元模型还是二元模型,地域和起源对马尾松地上生物量估计均无显著影响,地上生物量模型具有很好的通用性,同时也进一步印证了曾伟生等(2012)提出的通用性地上生物量模型M=0.3ρD~(7/3)的广泛适用性。对马尾松地下生物量的估计,不同地域的模型存在显著差异;相同直径的林木,总体1地域范围内(长江流域东南部)的地下生物量要大于总体2(长江流域中西部)。对马尾松树干材积的估计,二元模型不受地域和起源影响,但一元模型受起源影响;相同直径的林木,人工林的材积估计值大于天然林。【结论】将哑变量引入误差变量联立方程组,可同时解决多个变量之间的相容性及地上生物量和地下生物量样本单元数不相等时如何联合建模的问题,是切实可行的生物量建模方法;研究所建立的马尾松立木生物量方程、材积方程及其相容的生物量转换因子和根茎比方程,达到相关技术规定预估精度要求,可推广应用。     

3种异速生长方程对生物量建模的对比分析

利用5个树种的1 055株样木的生物量实测数据,对3种常用的异速生长方程的建模效果进行比较分析。结果表明,二元生物量模型M=aDbHc的拟合效果通常要好于一元生物量模型M=aDb;基于组合变量的常用二元模型M=a(D2H)b并不适合于各类生物量的估计,仅对树干生物量和干材生物量的估计是有效的,对其它生物量的估计其效果还不如一元模型;建立树冠、树枝和树叶生物量模型时,采用组合变量D3/H可能是合适的。     

内蒙古柠条和山杏单株生物量模型研建

[目的] 针对现有灌木生物量模型存在的分量与总量、地上与地下生物量不相容等问题, 探索利用联立方程组 方法, 建立灌木林相容性生物量模型。[方法] 以内蒙古自治区的2种常见灌木柠条(Caragana korshinskii)和山杏(Armeniaca sibirica)为研究对象, 基于大样本的生物量实测数据, 利用非线性误差变量联立方程组方法, 建立了地上生物量模型及其相容的地下生物量模型和根茎比模型。[结果] 表明:基于植冠面积和丛生枝个数(或植株高度)的地上生物量模型, 其确定系数能达到0.67以上, 但地下生物量模型的确定系数要低些, 其中山杏仅0.36;2种灌木的地上生物量和地下生物量模型的平均预估精度均能达到80%以上, 全株生物量的平均预估精度, 山杏能达到86%以上, 柠条能达到92%以上。[结论] 对于无明显主干的丛生状灌木, 不论是地上生物量还是地下生物量, 植冠面积是首要的相关因子, 其次才是丛生枝个数和植株高度;利用非线性误差变量联立方程组方法, 能有效解决不同生物量之间的相容性问题, 同步建立地上生物量模型及其相容的地下生物量模型和根茎比模型;所建模型完全可用于内蒙古自治区范围内相应灌木林的生物量估计。     

基于国家森林资源清查数据的不同生物量和碳储量估计方法的对比分析

[目的]通过对不同生物量和碳储量的估计方法进行对比分析,为确定在国家森林资源清查中生物量和碳储量的具体估计方法提供依据。[方法]以广东省2012年森林资源清查的100个杉木林和80个马尾松林的实测样地资料为基础,利用近年来我国建立的主要树种立木生物量模型,对改进IPCC法、生物量模型法和转换因子连续函数法(即方精云法)3种方法按一元和二元模型共6种方案进行了对比;同时,基于改进IPCC法一元和二元模型的生物量估计值,用平均含碳系数法、组分含碳系数法和固定含碳系数(0.5或0.47)法分别对碳储量进行估计。[结果]用二元生物量模型法得到的杉木林和马尾松林样地的总生物量分别为320 Mg和331 Mg,一元生物量模型法的结果分别相差0.9%和6.2%;改进IPCC法的估计结果,采用二元和一元模型时杉木林分别相差-3.6%和-11.9%,马尾松林分别相差-8.5%和-19.6%;而方精云法的估计结果,采用二元和一元模型时杉木林分别相差6.65倍和6.60倍,马尾松林分别相差-14.3%和-18.0%。平均含碳系数法和组分含碳系数法的碳储量估计结果,杉木林仅相差0.2%,马尾松林相差约0.4%;固定含碳系数法的估计结果因树种而异,对杉木林要低估0.6%5.4%,对马尾松林要低估3.3%9.1%。[结论]对生物量的估计,采用生物量模型法准确性最高,而林木水平的生物量模型其预估精度要高于林分水平的模型;IPCC法是基于材积源的通用方法,将其中的缺省参数改进为可变参数模型,可大大提高方法的适应性;方精云法只是基于IPCC法所建立的林分水平模型在大尺度上的一种具体应用方法,其精度要低于林木水平的生物量模型法,不适于中小尺度应用。对碳储量的估计,采用平均含碳系数法与组分含碳系数法差异很小,但采用固定含碳系数法则误差较大。     

内蒙古柠条生物量建模

以内蒙古自治区的常见灌木种柠条(Caragana microphylla)为研究对象,基于大样本的生物量实测数据,利用非线性误差变量联立方程组方法,建立了单株水平的地上生物量模型及其相容的地下生物量模型和根茎比模型,并建立了基于平均植冠面积和密度或覆盖度的群落水平的总生物量模型。结果表明:植冠面积是影响单株生物量的首要因子,其次才是丛生枝个数;基于植冠面积和丛生枝个数的单株地上生物量模型,其确定系数能接近0.7,但地下生物量模型的确定系数要低些,还不到0.5;单株地上生物量和地下生物量模型的平均预估精度均能达到90%左右,总生物量的平均预估精度能达到92%以上,完全可用于内蒙古自治区范围内柠条灌木林的生物量估计。以单株总生物量模型为基础,直接推导出不同密度或覆盖度的群落总生物量模型,可为建立群落水平的灌木生物量模型提供借鉴。     

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。     

松阳县古树名木资源初步研究

松阳县现有古树名木2515株,隶属36科62属89种,统计分析了该县古树名木资源的种类、数量、分布和生长状况,提出了对古树名木保护和开发利用的建议。     

云南的林木引种及其遗传改良

在总结云南省多年来用材树种、经济林树种、绿化树种的林木引种及遗传改良工作状况及所获成效的基础上,指出了其中存在的问题,进而提出了云南省该项综合系统工程的发展对策。     

利用杈干原理促进红松结实技术的应用

红松结实分杈是生理自然现象 ,分杈要有相等或相近对称同轮侧枝条件。通过各林龄当年轮生侧枝相等或相近对称枝组发生株率 ,认定 3 5年生以上人工红松林可作截头 ,促进杈干培育多主轴结实枝 ,其中 2 5 %～ 3 0 %强竞争枝要在截头时同时剪去才能促进结实并丰产     

国有林场树种结构调整及稳定性分析--以湖南省国有武冈林场为例

运用目标规划模型对湖南省国有武冈林场的森林树种结构进行优化,得到其理想的树种结构,然后计算出理想树种结构的信息熵和信息熵相对值,用于评价该场的树种结构稳定性.评价结果表明:该场1990～1999年的树种结构信息熵变化不大,稍有增势,比理想的树种结构信息熵偏小,这说明该场现有的树种结构处于过于有序状态,即,人工干扰过大,会损失某些利用功能.该评价结果可为其森林经营结构的调整提拱科学的参考依据.     

手持式测树枪量测树冠体积方法研究

为实现单木树冠体积的精准测量,文章介绍了一种手持式测树枪量测树冠体积的方法。在被测树周围布设测站点,以一定的顺序获取各测站点正对树冠边缘点位坐标,通过等高线内插法分层,以构成多面体,利用积分算法求算树冠的体积。将电子测树枪所测结果与传统方法、无棱镜全站仪以及三维激光扫描仪所测结果进行对比分析。结果表明,测树枪所测精度与等高距呈线性关系,测树枪所测精度远高于传统方法,略低于无棱镜全站仪,低于三维激光扫描仪的精度,满足林业调查精度要求,可以在林业行业中推广使用。     

广东省主要树种相对树高曲线模型的研建

在广东省范围内收集了254块样地资料,建立了广东省马尾松、杉木、湿地松、尾叶桉、藜蒴、软阔类、硬阔类等7个树种(组)的相对树高曲线模型。经检验,7个树种(组)的相对树高模型预估精度相当高, 用于材积估计的总相对误差和平均相对误差均在±1％以内,平均相对误差绝对值都在3％以内,最大误差也不超过±5％。用7个树种资料合并建立多树种混合相对树高曲线模型,分树种进行材积估计检验,效果也相当理想。所建模型可广泛应用于广东各类森林资源调查。     

优势树种和树种组划分及应用浅析

通过对优势树种和树种组的概念进行讨论,在其基础上对划分方法及在林分类型划分上的应用进行了详细论述;并就此种划分林分方法与以优势树种或树种组、龄组、密度计三个因子划分林分类型的划分方法进行了比较。     

平远县古树资源调查初报

对平远县的古树进行了多次调查,结果表明,该县百年以上古树资源较为丰富,到2003年为止, 已知有1 646株,分布于全县12个镇,大多数植株生长较好,也有少部分植株濒临死亡或已经死亡。文章还根据古树资源的现状及存在问题,提出了有效的管理和保护措施。     

应用X射线技术检测林木种子质量

依据X射线图像可见的形态特征检测林木种子质量，为区分饱满种子、空瘪种子、虫害种子和机械损伤种子提供了一种无损的快速检测方法，并为上述种种子所占的比例建立了永久性的摄影图像记录，从而为种子生产、调剂、质检和管理提供了科学依据。