利用混合模型方法建立全国和区域相容性立木生物量方程

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,而如何保证不同尺度范围森林生物量估计值的相容性,是必须面临的一个问题。以南方马尾松(Pinus massoniana)地上生物量数据为例,通过利用混合模型方法,同时建立全国和区域性立木生物量方程,为解决不同区域尺度范围内森林生物量估计的相容性问题提供有效途径。从模型反映的结果看,相同直径林木的地上生物量估计值随起源、地域的不同存在一定程度的差异,其差异大小可以通过混合模型中的随机效应来估计。该方法可推广应用于其它通用性模型(如材积方程)的建立。     

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％。     

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。     

东北落叶松相容性立木材积和地上生物量方程研建

以东北落叶松立木材积和地上生物量数据为例,通过改进模型的结构形式,采用误差变量联立方程组的方法,研究建立了相容的立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换函数。结果表明:与常用的非线性模型相比,在材积方程和生物量方程中增加截距常数,能显著改进模型的拟合效果;建立的一元相容性方程,地上生物量和立木材积的预估误差均不超过5%;二元相容性方程,地上生物量的预估误差约为4%,立木材积的预估误差则小于3%。     

用分段建模方法建立东北落叶松立木材积和生物量方程

以东北落叶松(Larix spp.)立木材积和地上生物量数据为例,通过采用误差变量联立方程组和分段建模方法,研究建立了相容的立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换函数.结果表明:采用误差变量联立方程组能确保立木材积与地上生物量之间估计结果的相容性,而分段建模方法能有效解决常用模型在小径阶存在的系统偏估问题;本文所建立的分段一元模型,地上生物量和立木材积的总体预估误差均不超过5％;分段二元模型,地上生物量的预估误差基本在4％以内,立木材积的预估误差则小于3％.     

中国西南地区栎类和桦木立木地上及地下生物量模型研建

依据中国西南地区栎类和桦木的立木材积及生物量实测数据,采用度量误差模型的方法,建立栎类和桦木材积相容的地上生物量及地下生物量模型。结果表明,在地上生物量模型中,增加树高因子,立木材积模型的相关统计指标有较大幅度的改进,栎类和桦木二元材积模型的平均预估精度分别达到了97.86%和97.08%,而二元地上生物量模型的相关统计指标并没明显的改进;两树种一元与二元地下生物量模型的相关统计指标差异并不明显,平均预估精度均达到了90%以上。     

福建省杉木人工林立木相容性生物量模型的研究

在福建省不同年龄、立地、密度并且生长正常的杉木人工林中采集生物量样木218株,利用SPSS统计分析软件,采用胸径与树高或者二者的组合作为生物量模型的自变量,考虑材积因子的影响,选定W=f(D,H)·V作为生物量模型的一般结构形式。采用二级非线形模型联合估计的方法解决总量与分量模型不相容的问题,构建杉木人工林立木相容性生物量模型,为福建省杉木人工林碳汇能力的计算提供参考。     

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。     

利用线性混合模型和哑变量模型方法建立贵州省通用性生物量方程

以贵州省人工杉木和马尾松地上生物量数据为例,通过利用线性混合模型和哑变量模型方法,建立了适合不同树种和区域(中心区和一般区)的通用性立木生物量方程,为简化生物量建模工作提供了有效途径。结果表明,相同直径林木的地上生物量估计值随树种、区域的不同存在一定程度的差异,带随机参数的线性混合模型和带特定参数的哑变量模型比总体平均模型的精度高;线性混合模型和哑变量模型方法均同等有效,可推广应用于其它通用性模型(如材积方程)的建立。     

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。     

带截距的非线性方程与分段建模方法对立木生物量估计的比较

针对用单一的非线性模型拟合生物量方程会导致小径阶林木的估计明显有偏的问题,以东北落叶松和南方马尾松的地上生物量数据为例,提出采用带截距的非线性方程和分段建模方法来改进对立木生物量的估计,并对二者的预估效果进行了比较。结果表明:两种方法都能有效克服小径阶林木的有偏估计问题,同时对整个模型的预估效果也有一定程度的改善;从对比分析结果看,分段拟合方程的预估效果还要略好一些。     

利用度量误差模型方法建立海南省桉树、木麻黄、马占相思重量与材积相容性模型

利用海南省按树、木麻黄、马占相思实测数据,采用度量误差模型方法,研究建立树干去皮材积与重量相容性联立方程,并对使用普通非线性回归方法和度量误差模型方法得到的重量估计结果进行对比分析。结果表明：对于带有度量误差的重量模型,使用度量误差模型方法进行估计效果更好;所建立的树干去皮材积与重量相容性联立方程拟合效果均较好,且二元明显优于一元,采用一元材积的重量模型预估精度达到96％以上,采用二元材积的重模型预估精度达到98％以上。     

气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统研建

【目的】构建气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统,分析气候因子对马尾松各分项生物量的影响,为森林碳汇监测和森林可持续经营提供技术支撑。【方法】基于150株马尾松单木生物量数据,采用非线性联立方程组法构建气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统,各分项生物量(干材、干皮、树枝、树叶和地上总生物量)选用以直径和树高为自变量的二元生物量方程作为基础模型,利用一阶交叉验证法对所构建的生物量相容性方程系统进行评价。【结果】与传统未考虑气候因子的各分项生物量模型相比,气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统预测精度明显提高,且该生物量相容性方程系统可定量描述不同气候带亚区生物量的差异程度,保证干材、干皮、树枝和树叶与地上总生物量相容。【结论】气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统能有效分析气候因子对各分项生物量的影响,可应用于其他树种的生物量预估。     

全国立木生物量建模总体划分与样本构成研究

结合全国生态地理区域和行政区域,并兼顾立木材积表的建模总体划分,提出了全国立木生物量建模总体划分方案,将全部树种分为34个树种组,全国分为6大地理区域,共划分70个建模总体;通过对已有立木生物量数据进行建模分析,将立木生物量模型的预估精度确定为95%以上,同时根据变动系数分析结果提出合适的建模样本单元数应该在150以上,且要按划定的10个径阶均匀分配,保证每个径阶的样本单元数不少于15个;以第七次全国森林资源清查数据为基础,确定了每一个建模总体的样本结构,将样本单元数全部落实到了各省和各级径阶。研究成果可为推进全国森林生物量调查建模工作提供参考依据。