基于哑变量的日本落叶松生长模型研究

【目的】研究北亚热带高山区和暖温带中山区日本落叶松的生长过程,并建立其生长模型,为精确掌握日本落叶松生长过程、科学经营日本落叶松人工林提供参考。【方法】应用北亚热带高山区和暖温带中山区96株日本落叶松解析木数据,根据区域特征引入哑变量的概念,综合运用Excel 2003、ForStat 2.1及SPSS 16.0等软件进行数据处理和生长模型的拟合,分别建立含有哑变量的日本落叶松胸径、树高和材积生长模型。【结果】2个区域日本落叶松的胸径、树高和材积生长情况没有明显差异。含有哑变量的Richards方程对日本落叶松胸径、树高生长拟合效果最好,R2分别达到了0.996 6和0.995 5,均方误差为0.163 2和0.207 7,平均绝对残差为0.349 1和0.436 7;材积生长模型的拟合结果以含有哑变量的二次函数最为理想,R2为0.997 979,均方误差为0.000 018,平均绝对残差为0.003 276。通过对模型的独立性检验,胸径、树高和材积生长模型预估精度均在90%以上。【结论】建立了日本落叶松胸径、树高和材积的哑变量生长模型,该模型可以用来描述北亚热带高山区和暖温带中山区日本落叶松的生长规律,预测其生长指标,解决了不同区域单独建模模型不相容的问题。     

基于树干解析的高山松天然林单木木材生物量生长模型

以云南省香格里拉市两块典型样地内的10株高山松样木为研究对象,基于树干解析测定和计算其单木木材生物量生长及木材生物量生长率,采用非线性混合效应模型技术,分别考虑了样地效应和样木效应,将所有不同随机参数组合的模型进行拟合并分析模型的方差和协方差结构,构建其生物量生长及生物量生长率混合效应模型。结果表明:考虑样地效应、样木效应作为随机效应的单水平混合效应模型和两水平混合效应模型均提高了模型的拟合精度,其中考虑两水平随机效应的混合效应模型具有最佳的拟合表现,具有最低的AIC和BIC值。考虑两水平混合效应在生物量生长量及生物量生长率模型构建中预估精度最高,分别达93.05%和89.83%;考虑样木效应的混合效应模型次之,分别为88.34%和88.74%;考虑样地效应的混合模型预估精度均最低,分别为83.99%和67.27%;而一般回归模型的预估精度仅87.00%和87.11%。     

广东省含参数分级的阔叶林分生物量生长模型

  目的  建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。  方法  基于广东省1997—2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,以参数分级反映立地质量差异,以竞争指数表示密度影响,以分步建模（一元非线性回归法）和联合建模（非线性联立方程组法）区别建模方式,采用理论生长方程构建胸径生长模型估计林龄进而构建多种林分生物量生长模型,以决定系数和平均预估误差等4个指标评价模型拟合优度;对拟合优度较高的模型,以2002—2017年4期连清的183块样地为检验样本,用总相对误差来验证其应用效果。  结果  对比模型拟合效果和区域尺度及样地水平上的估计精度,以探究林分密度、不同参数分级、分级方法和建模方法共4项影响因素对生物量生长模型的效果,结果表明:非线性联立方程组法优于分步建模法;与生长速度有关的参数b分级模型优于与生长潜力有关的参数a分级模型;考虑林木竞争和分级方程中加入竞争指数对优化模型性能影响不大。参数b分级、自变量和分级方程皆不含竞争指数的联合模型（模型10）为最优模型,其生物量生长模型确定系数R2为0.970 1;预测4期生物量时,估计效果较好,后期估计误差明显低于前期,如采用模型10预估栎类2002—2017年区域尺度生物量时,4期的估计误差分别为6.22%、15.27%、4.80%、?1.84%。  结论  以Richards理论生长方程为基础构建林分生物量生长模型来估测区域尺度生物量是一种可行的方法,为评估未来某一时段区域尺度森林生态系统的固碳能力提供依据,也为其他区域的林分生物量生长模型研建提供参考。      

东北林区10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型研建

【目的】林分水平的蓄积量、生物量和碳储量模型或数表,是开展森林资源规划设计调查的必备计量工具。研建东北林区10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,既是方法学探索,也为生产实践提供参考成果。【方法】基于东北林区云冷杉林、落叶松林、红松林、樟子松林、栎树林、桦树林、杨树林、榆树林、椴树林和水胡黄林10种主要森林类型的2 000个样地的实测数据,分别利用非线性独立回归估计、非线性误差变量联立方程组和含哑变量的非线性误差变量联立方程组方法,建立了林分水平的蓄积量、生物量和碳储量模型。【结果】基于全部样地通过误差变量联立方程组方法建立的蓄积量、生物量和碳储量总体平均模型,其确定系数分别为0.945、0.805和0.839,而包含森林类型参数的蓄积量、生物量和碳储量哑变量模型,其确定系数分别达到0.959、0.949和0.951。10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,确定系数(R2)都在0.86以上,平均预估误差(MPE)都在3%以内,平均百分标准误差(MPSE)大多数在10%以内。蓄积量模型的R2在0.876～0.980之间,MPE在0.90%～1.95%之间,MPSE在5.1...     

基于乡村振兴的农业创新创业型人才培养思考

乡村振兴战略是党的十九大报告中提出农村发展的战略。乡村振兴关键是农业产业发展和农村经济繁荣,而农业产业发展和农村经济繁荣必须依靠科学技术。因此,国家乡村振兴战略实施需要大量掌握农业先进科学技术,熟悉农业产业,勇于创新,敢于善于创业的农业专业技术人才。本文论述国家乡村振兴战略实施对高校农科人才培养提出的新要求,分析国家乡村振兴战略实施背景下,农科高等教育人才培养面临的挑战,提出基于乡村振兴的农业创新创业型人才对策措施。     

枫香与不同树种混交林的生长及生物生产力研究

对枫香与不同树种混交林的生长及生物量比较研究表明:枫香与不同树种形成的混交林间生长差异较大,不同林分蓄积大小排序为:枫香(1)×马褂木(1)>枫香(1)×杉木(1)>枫香(1)×杉木(3)>枫香(1)×杉木(2)>枫香(1)×马褂木(2)>枫香(1)×马尾松(2)>枫香(1)×马尾松(1)>枫香纯林>枫香(1)×马褂木(3)>枫香(1)×马尾松(3).不同混交林乔木层生物量有明显差异,其中以枫香(1)×马褂木(1)和枫香(1)×杉木(1)林分的生物量最大,表明枫香与马褂木及枫香与杉木混交林的林分结构比枫香纯林更有利于其光合产物的积累,枫香与马褂木、杉木混交是种间关系较为协调的模式.     

云南松地上生物量模型研究

森林生物量作为森林生态系统的最基本数量特征,是研究许多林业问题和生态问题的基础,但由于地域的不同,地上生物量及各分项生物量存在差异。以西藏、云南2个省(自治区)的130株实测云南松Pinus yunnanensis生物量数据,分别用传统回归方法和利用引入地理区域为特征的哑变量方法建立了地上总生物量和地上各分项生物量的一元(胸径为自变量)、二元(胸径和树高为自变量)和三元(胸径、树高、冠幅为自变量)模型。结果表明:所建生物量模型中,地上总生物量模型精度最高,预估精度为0.9300~0.9600,其次是树干、树皮和干材生物量模型,预估精度为0.9000~0.9500,树叶生物量模型的预估精度相对较低,其值为0.8500~0.8900,而且所有的模型都满足二元模型的预估精度和确定系数比一元模型高,与三元模型相差不大。引入哑变量后的模型中,不管是一元模型、二元模型还是三元模型,模型的确定系数、预估精度都相应提高,确定系数为0.7300~0.9600,预估精度为0.8800~0.9600,而且估计值的标准误差和平均相对误差都减少了。因此,构建不同区域地上生物量和和各分项生物量模型时,建议引入哑变量,以提高模型精度和适用性,来解决不同地区模型不相容的问题。     

中国东北落叶松立木生物量模型的研建

利用从东北地区采集的150株落叶松(Larix spp.)立木生物量数据,对立木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。结果表明,非线性模型要优于线性模型,仅用胸径作为预估因子的一元模型的预估精度可达95%以上,可用于大尺度森林生物量的估计。建立根茎比模型对地下生物量进行估计是可行的,预估精度接近90%。建立的落叶松地上生物量模型和地下生物量模型可用于东北地区落叶松生物量估计。     

基于立地因子及其交互作用的柠条生物量模型研究

森林碳汇是实现碳中和目标的重要路径之一，精确计算森林碳储量具有十分重要的意义。生物量模型是估测森林生物量、计算森林碳储量的重要手段。以宁夏白芨滩林场的典型灌木树种柠条为研究对象，通过样地调查及样本采集，利用非参数双因素方差分析坡向、坡度2个立地因子及其交互作用对柠条各类(总、地上、茎、叶、根)生物量的影响，并基于哑变量模型，构建了立地因子及其交互作用的生物量模型。结果表明，除坡向与坡度的交互作用对柠条叶生物量影响不显著外(P=0.399)，坡向、坡度及其交互作用对柠条其余各类生物量影响均显著(P<0.01)；在柠条各类生物量模型中，以总基径(D)平方和与平均高(H)的乘积(D_t²H)为自变量、以f_i(x)=a+bx_i为基本形式建立的生物量模型拟合精度较高(总、地上、茎、叶、根生物量模型的adj-R²分别为0.645 2、0.671 0、0.623 2、0.600 0、0.502 0)；以坡向、坡度及其交互作用作为哑变量能够显著提高模型的预估能力，其中，对于叶生物量，以坡度...     

基于哑变量的闽楠天然次生林单木胸径和树高生长模型研究

目的通过对闽楠天然次生林胸径和树高生长规律及生长模型的研究,为林木生长预估及林分质量提升经营措施的制订提供参考。方法以江西省安福县闽楠天然次生林为研究对象,通过标准地调查及树干解析等方法获取基础数据,按林木竞争压力水平从小到大将林木分为类型1、类型2和类型3,分析胸径和树高的生长规律;选取5种具有生物学意义的生长方程,根据模型拟合优度与评价指标选取最优基础生长模型,在最优模型的基础上构建含竞争类型哑变量的生长模型。结果（1）利用树干解析数据分析显示,30 ~ 50年为胸径生长速生期,连年生长量最大值达到0.57 cm;35 ~ 45年为树高主要生长速生期,连年生长量最大值为0.37 m。（2）胸径最优基础模型为Gompertz方程,模型R2和预估精度分别为0.756和94.28%,构建的最优哑变量模型的R2和预估精度分别为0.873和95.71%;树高最优基础模型为修正Weibull方程,模型R2和预估精度分别为0.856和96.54%,构建的最优哑变量模型的R2和预估精度分别为0.882和96.96%。（3）由构建的哑变量生长模型拟合的不同竞争类型下的胸径和树高生长曲线得知,胸径和树高总生长量均表现为类型1 > 类型2 > 类型3,类型1胸径最大生长量是类型3的1.6倍。结论竞争压力对闽楠胸径、树高生长均产生影响,较大的林木竞争压力不利于闽楠生长;构建含有竞争类型哑变量模型的拟合优度及预估精度均优于基础模型,有利于提高建模的精度和模型的适用性。      

岳麓山枫香风景林碳汇效应研究

岳麓山枫香林既是长沙市城市森林主要的组成部分,又是我国四大观赏红叶的风景林之一。开展岳麓山枫香风景林碳汇效应研究对系统评价和科学管理长沙城区重要风景林资源意义重大。采用样地实测结合相对生长模型的方法对岳麓山枫香风景林碳汇效应进行研究,建立枫香风景林各器官生物量的最优模型,估算根、干、枝、叶的碳储量及总碳储量和碳密度。结果表明,枫香林分林木径阶在6.1~46 cm时,各器官碳储量大小依次为树干＞树根＞树枝＞树叶;林木径阶>46 cm时,各器官碳储量大小依次为树干＞树枝＞树根＞树叶。岳麓山枫香风景林最优碳汇量生长拟合方程为C=0.124D^2.258（R²=0.985）。平均碳汇速率随胸径增大而增大。岳麓山枫香风景林的碳汇效应较大,样地平均碳储量为8.70 t,平均碳密度为96.69 t/hm²,对改善城区人居环境作用明显。     

新疆雪岭杉生物量模型对比研究

基于80株样木的实测数据,运用相关分析和回归分析方法构建了雪岭杉的地上部组织、地下部和各组分器官的生物量估测模型,并根据评价指标对比分析各种模型。结果表明:地上各部分生物量一元模型精度除树叶为77%,其他均在90%以上,可以满足大尺度森林生物量估计;地上各生物量二元模型拟合效果要优于一元模型,但是不同组分生物量模型适合的因子组合不同,地上生物量和树干生物量模型W=aD^bH^c相对最优,预估精度97.38%和97.26%,树枝、树叶生物量模型W=a(D³/H)^b最优,预估精度93.96%和90.37%;地下生物量模型以根茎比方程建立的一元模型最优,预估精度89.01%。建立的地上及各组分生物量模型和地下生物量模型可用于新疆天山山区雪岭杉生物量估计。     

药用植物米槁水浸提液对枫香幼苗土壤化学性质及酶活性的影响

为了探讨药用植物米槁与枫香混合种植对土壤化学性质及土壤酶活性造成的影响,以枫香幼苗为研究对象,采用米槁果皮、叶片制备浸提液浇灌幼苗土壤,蒸馏水浇灌作对照,分析不同浓度水浸提液对枫香幼苗土壤化学性质及酶活性的影响。结果表明,果皮浸提液处理下,土壤pH值随着浓度升高呈先减小后增大趋势,叶片浸提液处理下,土壤pH值随着浓度升高呈先增大后减小而后增大趋势;施加果皮、叶片水浸提液后,受土壤微生物的影响,土壤有机质的含量降低;低浓度果皮浸提液处理时土壤全N含量增加,而全P、全K的含量降低,水解N的含量升高,同时速效P、速效K的含量降低。随着浸提液浓度的升高,全N、全K、水解N、速效K的含量增加显著,而全P、有效P的含量减少。叶片低浓度处理时全N、全K、速效K含量有所增加,全P、水解N、速效P含量有所下降,随着浓度升高,各养分含量逐渐升高,高浓度时全K、水解N含量开始减少;2种浸提液处理对土壤脲酶、多酚氧化酶、还原性氢酶活性有不同程度的促进作用,对酸性磷酸酶活性表现出抑制作用。     

油松林分断面积与蓄积量生长模型研究

对北京地区油松林分断面积、蓄积量生长模型进行研究,为建立通用的、相容的断面积、蓄积量生长模型奠定基础。利用北京市油松一类清查数据,以Richards和Shumacher 为基础模型,通过选取不同的密度指标,分别拟合油松林分的断面积、蓄积量生长模型,并选取最优的断面积、蓄积量模型,引入哑变量,将间伐林分和未间伐林分合并建立林分断面积、蓄积量生长模型。结果表明,油松林分的断面积、蓄积的模拟效果都较好,R²分别最高达0.900 0、0.890 0,而且不同的密度指标直接影响模型的预估效果,林分断面积生长模型选用林分密度指数作为密度指标的预估效果更好;林分蓄积量生长模型选用林分断面积作为密度指标时预估效果更好,当在模型中的渐近值参数引入密度指标后,Schumacher模型对林分蓄积量的预估精度又要略优于Richards模型,通过模型的独立性检验,预测精度均在91%以上;而在最优的模型上引入哑变量后的林分断面积、蓄积量模型的R²、预测精度都比常规的模型稍高,R²均在0.900 0以上,预测精度在0.950 0以上。引入哑变量能适当的提高模型的精度,可以用来描述北京地区油松林分在不同措施下的生长变化规律,也解决了不同类型林分合并建模不相容的问题。     

枫香天然林及人工林群落特征和生长过程比较

通过对枫香人工林和天然林的调查,进行枫香天然林及人工林群落特征及生长过程的比较研究,结果表明:枫香天然林和人工林的群落特征存在明显差异 枫香天然林林相不整齐,林冠层具有成层性,林下植被多;而枫香人工林林相整齐,乔木层树种单一,林分结构简单,林下植被少 枫香人工林与天然林在林分生长过程中有较大差异,枫香人工林生长迅速,进入生长速生期较早;而枫香天然林生长较缓慢,进入速生期迟,22年生时平均胸径仅为人工林的71% 因此营造枫香人工林是提高其林分生产力的有力途径     

将乐地区马尾松最优冠幅模型研究

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用的重要场所,冠幅作为树冠的重要因子,直接影响树木的生活力和生产力,同时也是反映树木的长期竞争水平的重要指标。该文使用福建省将乐国有林场980株马尾松调查数据,基于11种常用树冠直径模型,利用R软件的nls模块对马尾松冠幅与胸径关系进行拟合,选取精度最高的作为基础模型,通过对基础模型添加变量改进模型,并用调整后的决定系数adj-R²、偏差Bias、剩余均方根误差RMSE对模型精度进行检验。结果表明:模型11在添加了样地优势木平均高（Ht）、每公顷株数(M)和冠长(CL)林分变量之后,Bias、RMSE减小,adj-R²明显增大,所以,CW=(a+a1×Ht)/1+exp[(b+b1×M)+(c+c1×CL)ln(D+1)]能更好地模拟当地马尾松的冠幅与胸径的关系。     

青海柴达木地区毛苕子腐解对枸杞生长的影响

以毛苕子（Vicia villosa）、枸杞品种宁杞7号为材料,研究了毛苕子腐解的绿肥对枸杞种植土壤养分及枸杞生长的影响。结果表明,种植绿肥及翻压绿肥对枸杞的营养生长有一定的促进效果,毛苕子165 kg·hm^-2可显著提高2年生枸杞的成活率,其株高、新枝数和新枝长均有显著增加。     

不同生长势杉木成熟林的生物量生长模型研究

以福建省将乐县国有林场杉木成熟林为研究对象,通过建立16块杉木标准地,获取各标准地基础数据。根据克拉夫特林木分级法以及胸径、树高的统计分析,将标准地内林木按生长势不同分为优势木、中庸木和被压木3类。结果表明:1）通过林木实测数据拟合不同生长势的杉木各器官生物量（干、根、叶、枝）估算模型、全株生物量模型,以D、DH为自变量,分别拟合了各个器官（树干、树根、树叶、树枝）和全株的Logistic方程和幂函数,其模型的相关判定系数R²均在0.881~0.932之间。2）根据残存平方和SSE、总相对误差RS、平均相对误差E₁、平均相对误差绝对值E₂、AIC、BIC 6个检测评价指标进行方程的4选1筛选,筛选出最优模型中,幂函数模型9个（模型自变量D1个,自变量DH8个）,Logistic函数模型6个（自变量D的2个,自变量DH4个）。