马尾松树高-胸径非线性混合效应模型构建

以贵州省东北部地区马尾松人工林为研究对象,基于254块样地的15275株马尾松数据,随机选取80％样地数据用于模型建立,20％样地数据用于模型检验.对11个常用的树高-胸径模型进行拟合,筛选效果最佳的为基础模型,并将密度、优势木平均高、胸高断面积以不同个数及组合形式加入基础模型,筛选最优广义模型.同时考虑样地水平的随机...     

基于非线性混合模型的栓皮栎树高与胸径关系研究

以西北农林科技大学测量的39块栓皮栎样地数据为例,首先选择非线性最小二乘法对6个常用方程进行模拟,找出模拟精度最高的模型作为基础模型。然后,利用基础模型及模拟数据构建非线性混合效应模型,分别考虑区域效应和样地效应,通过变化混合参数个数并利用SAS软件进行模拟,选择对数似然值、AIC和BIC值最小并且收敛的混合模型作为最优模型。最后利用验证数据与传统的非线性最小二乘法进行精度比较。结果表明:由于h=1.3+［(a1+a2BA+a3ha)exp(b1/D)］+ei考虑了林分断面积和优势木平均高,在模拟单木的树高时精度比其他5个模型高,并且该模型对于描述单木树高的生长趋势效果显著,因此作为构建非线性混合模型的基础模型。利用AIC、BIC和对数似然值来评价非线性混合模型的效果,结果表明:考虑区域效应的影响时,a2、a3、b1同时作为混合参数的模拟效果最好;考虑样地效应的影响时,a1、b1同时作为混合参数的模拟效果最好。无论考虑区域效应影响还是考虑样地效应影响,混合模型的拟合精度都比固定模型的模拟精度高,并且考虑样地效应影响要比考虑区域效应影响的精度更高。      

基于线性混合效应模型的杉木树高-胸径模型

【目的】利用线性混合效应模型分析杉木树高与胸径的关系,为杉木树高测量提供支持。【方法】收集688组有效杉木研究数据,利用最小二乘法构建树高(H)和胸径(DBH)的线性基础模型,同时考虑林分密度效应和海拔效应,在R 3.2.2软件中拟合混合模型,比较基础模型和2种混合模型的赤池信息规则(AIC)、贝叶斯信息规则(BIC)和-2倍对数似然值(-2log lik),在此基础上,引入误差效应方差协方差矩阵及指数函数、幂函数和恒等式函数,筛选较好的混合模型;基于独立验证数据对模型进行验证,选取R~2、|E|、RMSE3个评价指标对模型精度进行评价。【结果】固定模型的AIC=2 089.731,BIC=2 102.151,-2log lik=2 083.732,均大于混合模型,即混合效应模型拟合效果优于固定模型;考虑模型误差效应方差协方差矩阵,加入恒等式异方差函数能够显著提高模型的精度,且含有不同随机参数的混合模型精度不同,引入海拔随机效应的混合模型拟合精度(R~2=0.804 4,|E|=1.553 9,RMSE=2.143 0)高于含有林分密度效应的混合模型(R~2=0.797 0,|E|=1.576 6,RMSE=2.183 0)。【结论】考虑随机效应的混合模型既能反映杉木树高的总体变化趋势,还能体现不同组分间的差异,在估测精度和通用性上均优于固定模型。     

利用两水平非线性混合效应模型建立温州地区天然阔叶树树高曲线

以永嘉县四海山林场7 块天然阔叶林样地中602株林木为例,首先选用6种常用的树高曲线方程模拟该阔叶林主要树种的树高曲线,根据决定系数、均方根误差、平均相对误差3个统计量以及残差图检验,确定1个用于构建混合效应模型的基础模型。然后确定树种间的差异和样地间的差异作为随机效应,构建两水平的非线性混合效应模型,并利用AIC、BIC等指标评价不同混合模型的效果。结果表明,在树种水平和样地水平均同时考虑2个参数的随机效应时,模拟温州地区天然阔叶树树高曲线混合效应模型拟合效果最好,能够显著提高模型的拟合精度、大幅度减小模型误差;混合效应模型随机参数的方差协方差表明,天然阔叶树的树高曲线的变化主要受树种的影响,其次是样地的影响。     

沙地樟子松不同树高-胸径模型比较分析

【目的】比较不同树高(H)–胸径(D)模型精度,确定适合章古台地区樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的H-D模型。【方法】以Sibbesen模型为基础模型,将优势木平均高(HT)、胸高断面积(AB)和平方平均胸径(DQM)3个林分变量以不同组合加入基础模型中,分别建立了H-D的基础模型(1个)和广义模型(3个)及对应的基础混合模型(1个)和广义混合模型(3个)。对固定效应模型平均水平预测(FPA)、混合模型的总体平均响应预测(MPA)和主体响应预测(MPS)的精度进行比较。对混合模型在使用随机抽取样本木和抽取平均木(胸径接近平均值的样本)2种抽样方案计算随机参数时分析MPS精度与样本数量的关系。【结果】表征樟子松H-D关系的4种固定效应模型中,含HT和AB的广义模型拟合精度最高,Akaike信息量准则(AIC)=2 167.7,Bayesian信息量准则(BIC)=2 196.3。相同预测变量的各模型预测精度均表现为:MPSFPAMPA,仅含预测变量D的模型的3种预测精度差异最大。广义模型、广义混合模型、基础混合模型预测精度差异不大。使用验证数据检验模型精度时,每块标准地中随机抽取3株样本木计算基础混合模型随机参数时,该模型精度提升最为明显,MAE和RMSE分别降低了57.97%和57.63%;而广义混合模型精度随抽取样本木数量的增多未出现大的变化。【结论】含有林分变量优势木平均高、胸高断面积的广义模型和基础混合模型均能较好地预测沙地樟子松人工林的单木树高。此外,利用混合模型预测树高时,推荐在标准地中随机抽取3株林木测量其树高,并依此来计算随机参数。     

榆林沙区樟子松人工林胸径-树高生长模型研究

为研究榆林沙区樟子松胸径-树高生长模型,填补榆林沙区樟子松在胸径-树高生长模型研究的空白,为榆林沙区樟子松林分生长预测、生产经营管理提供参考依据,以榆林沙区樟子松人工林为研究对象,选用15个常用的胸径-树高生长模型,通过5个评价指标(R²、决定系数(RMSE)、平均绝对残差(MAE)、残差平均和(SSE)、Akaike信息量准则(AIC))进行对比分析拟合,从而进一步确定,适宜的榆林沙区樟子松胸径-树高生长模型。结果表明：除了Gompertz(1825)模型(14号模型)无法输出参数,剩余的模型均可以。在剩余的14个模型中,双曲线型(2号模型)、混合型(5号模型)、二次多项式(6号模型)、Korf(10号模型)、修正Veibull(11号模型)这5个模型评价指标较优,拟合效果较好。综合比较分析可知,这5种基础胸径-树高模型中,修正Veibull模型可以更好地拟合樟子松胸径-树高的关系,精度也比较准确,建议选用修正Veibull模型。     

上海市主要造林树种的胸径-树高模型研究

胸径和树高是森林调查中2个主要的调查因子。随着遥感技术的发展,在大区域的森林资源调查中,可以很容易地测量单株树的高度,其精度与传统的地面测量方法相当。最近几年,林业研究者构建了一系列胸径-树高方程来通过机载雷达所测的树高来估计树木的胸径,然而,大多数的模型都只是将树高作为唯一的变量来研究胸径-树高模型,却很少将冠幅与树高和胸径两者结合来研究胸径-树高模型。利用6种常用的胸径-树高模型,以上海市主要造林树种:池杉(n=241株)、柳树(n=82株)、木兰类(n=119株)、女贞(n=512株)、水杉(n=469株)、杨树(n=138株)、榆树类(n=235株)、樟树(n=1 129株)为研究对象,基于R2、平均偏差和平均绝对偏差为评价指标,对这6种胸径-树高方程的模拟精度进行评价和比较,最终得到了各树种对应的最优模型结果。结果表明,模型(3)适用于榆树类、女贞和柳树;而模型(5)则适用于池杉、木兰类、水杉、杨树和樟树。模型(3)和(5)相对于其他4个模型来说有着更加准确的模拟精度。研究结果可为该地区通过机载雷达调查森林提供基础。     

基于混合效应和分位数回归的温带针阔混交林树高与胸径关系研究

【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种(红松、色木槭、紫椴和水曲柳)为研究对象,基于21.12 hm²样地数据,首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型;其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型;最后在基础模型和广义模型的基础上,构建分位数模型,同时考虑样方效应对树高的影响,构建混合效应模型。【结果】(1)各树种均以Richards模型拟合精度更高,且具有生物学意义,选定为基础模型;考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性,加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。(2)各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳,且与非线性回归预测精度相近,红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R²值分别为0.811、0.809、0.724和0.617,...     

福建柏树高-胸径-元线性模型的改进

利用收集的福建省安溪县白濑国有林场48组福建柏树高、胸径数据,按照常规方法建立了福建柏树高-胸径-元线性模型;在此基础上,引入Box-Cox变换,对该模型进行改进。经比较变换前后的因量残差的相伴概率值可知,变换前的相伴概率值Pr-=0．329,变换后的相伴概率值只-0．344,较前者提高0.015;比较变换前后的模型估测精度可知,变换前福建柏树高-胸径-元线性模型的估测精度为。4,=92．08％,变换后的模型估测精度A2=96．78％,较前者提高了4．70个百分点,福建柏树高-胸径-元线性模型得到改进。     

基于抚育间伐效应的红松人工林枝条密度模型

【目的】分析抚育间伐对红松人工林枝条数量的影响,建立基于间伐效应的生物数学模型,为制定更加科学合理的间伐体制提供理论依据。【方法】基于黑龙江省林口林业局和东京城林业局不同林分条件及抚育间伐强度下的红松人工林49株解析木4 370组枝解析数据,利用R语言的nlme包,建立了基于抚育间伐效应的枝条密度单水平非线性混合模型,并利用调整决定系数(R_a²)、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、对数似然值(Log-likelihood)以及似然比检验(LRT)等评价指标对所收敛的模型进行评价。【结果】当地位指数和树木等级相近时,抚育间伐强度和冠长越大,枝条密度越大;当抚育间伐强度和树木等级相近时,地位指数和冠长越大,枝条密度越大;而抚育间伐强度和地位指数相近时,树木胸径与枝条密度呈负相关。基于样地效应的混合模型模拟精度均高于基础模型和基于样木效应的混合模型,最终选用含有总着枝深度(DINC)、相对着枝深度的自然对数(lnRDINC)、相对着枝深度的平方(RDINC²)、胸径(DBH)、抚育间伐强度与间伐年龄的比值(TI...     

基于分段回归的人工红松冠形预估模型

利用黑龙江省孟家岗林场79株人工红松解析木4 538个枝条的实测数据,基于样条函数的分段回归技术,通过推导满足冠形曲线生物学约束(即梢头处树冠半径为0,拐点处树冠半径最大)连续分段函数,构建了人工红松的冠形曲线模型(分段抛物线方程、分段单分子式方程和分段幂函数方程)。采用模型的拟合优度指标、模型的检验指标及对模型拐点参数估计的合理性对备选模型进行评价,选出拟合人工红松冠形曲线的最优模型。采用模型再参数化方法,分别分析模型各参数与林木变量之间的相关性,最终在最优冠形曲线模型中加入胸径作为自变量,建立了人工红松树冠形状预估模型。研究结果表明:分段抛物线函数为描述人工红松冠形曲线的最优模型。人工红松冠形曲线参数及树冠大小与林木胸径(DBH)成正相关,经过再参数化后的树冠形状预估模型的调整决定系数(R2a)为0.659 6,估计标准误差(Sy.x)为0.524 5,模型的残差均方(MSE)为0.227 9,预估精度(p)为97.58%。随着DBH增大,红松冠形曲线拐点(相对冠深)出现的范围为0.72~0.95,平均值为0.81。总体上来看,以胸径为自变量、以稍头约束为条件的树冠形状预估模型能够很好的预测人工红松的树冠形状,为进一步估测红松树冠结构提供了基础。      

长白山主要针叶树种最优树高曲线研究

树高曲线是建立林分生长与收获模型的基础。该文使用吉林省汪清林业局金沟岭林场的465株冷杉、423株云杉和251株红松标准木数据,分别选用10种树高曲线,对模型参数进行求解,并用决定系数R2、残 差和MD、均方根误差RMSE 对模型精度进行检验。结果表明,唐守正树高曲线能较好地模拟当地主要树种的树高与胸径的关系;所选出的最优树高曲线可以用于长白山地区针阔混交林中的云杉、冷杉和红松。      

红松林冠对降水的截留特征

通过野外测定与统计分析,系统研究了红松(Pinus koraiensis)林冠对降水的截留特征。在观测期间(2003年5-9月),红松林分林冠截留量为103.48mm,占同期降水量的26.19%;降水按以下比例被再次分配:穿透降水68.16%,林冠截留26.19%,树干径流5.65%。利用Horton改进模型进行模拟分析,结果表明:红松林分表征林冠吸附容量的参数Ic*m=2.387mm,大于该地区针叶树种樟子松和落叶松的吸附容量;表征区域降雨蒸发能力的参数α=13.9%。2个参数较好的解释了红松林冠截留吸附、湿润与蒸发机理;红松林冠截留率随降水的变化曲线可分为快变期(截留率>30%,降水量<15mm)、渐变期(截留率30%~18.67%,降水15~50mm)和稳定期(截留率<18.67%,降水>50mm)3个阶段,红松林冠稳定截留率为18.67%。红松林冠截留构成中吸附截留量较大。     

红松人工林结实品质的初步研究

对不同年龄（15，29，42年）红松人工林结实品质的13项指标研究表明，林龄对人工红松林的结实品质有影响，林龄越大，球果产量越高；采果时间对红松人工林结实品质无显著影响，只是含水率变化较大，合理采果时间应在9月下旬；处于结实初期的林分，结果数量对红松人工林结实品质无显著影响。     

红松生理生态研究进展

从红松的地理分布、光合生理生态、水份生理生态、逆境生理生态、发育生理生态5个方面介绍了国内外对红松生理生态的研究进展,此外,还对红松的药用功能作了简要概述,并对红松研究现存的问题和今后的研究趋势提出了建议。     

脂溶性红松籽壳色素的初步分离与纯化

[目的]为脂溶性红松种壳色素化学成分的进一步研究提供理论依据。[方法]以硅胶为吸附剂,通过溶剂梯度洗脱对脂溶性红松种壳色素进行分离与纯化,探索利用硅胶柱层析对脂溶性红松松籽壳色素的分离效果。[结果]95%乙醇为脂溶性红松松籽壳色素的最佳提取剂。对脂溶性红松松籽壳色素进行初步分离与纯化,得到26组洗脱物,主要在波长250和270 nm处出现强吸收,可见光区无明显吸收,由此推测这些物质主要是黄酮类化合物。[结论]硅胶柱色谱法对脂溶性红松种壳色素具有较好的分离效果。     

樟子松嫁接红松生长特性的影响因素

[目的]研究樟子松嫁接红松生长特性的影响因素。[方法]选取不同红松接穗储藏方式(沙柜、沙藏)及不同生境条件(黄壤土、沙壤土)进行樟子松嫁接红松试验,分析其对红松接穗生长特性的影响。[结果]2014和2015年沙柜储藏方式下红松接穗的基径、新稍生长量均显著或极显著高于沙藏储藏方式,沙柜储藏方式下的接穗总高度极显著高于沙藏方式。黄壤土生境条件下的砧木高度、嫁接成活率、接口直径、新稍生长量均显著或极显著高于沙壤土条件。方差分析表明,储藏方法对红松接穗生长的影响最大。[结论]该研究为干旱及土壤瘠薄地区发展红松果林提供了科学依据。     

植物生长调节剂促进红松提早结实技术研究

树木在幼年期是不能开花结实的,只有结束了幼年期达到性成熟阶段（即成年阶段）才能开花结实.在全面了解影响红松结实的遗传、起源、外界环境等主要因素的基础上,利用激素或激素类除草剂创造人工小环境,诱导促进红松造林苗提早结实取得了较好的试验效果.试验表明：结合优良造林苗木选择和配套造林技术,在红松新造林苗木成活后,于每年5月、7月上旬全株喷施特定浓度的赤霉素、ABT生根粉、乙烯利等植物激素能够促使红松实生苗提早结实,在实际操作中具有现实的有效性、操作性和实用性;红松S2-2优良苗木造林成活后,用2×10-4赤霉素全株喷雾处理,可使红松在第4年进入初果期.     

红松人工林不同经营密度与红松分杈的关系

采用野外调查法,对人工红松纯林、混交林的密度与红松分杈的关系进行了研究。结果表明：无论是纯林还是沸交林,随着经营密度的逐渐增大,分杈率、分杈类型及分杈高等均表现出相应的规律性变化。在人工纯林中,密度越大,分杈率越低;分杈类型倾向于单杈型;分杈高度亦表现出明显升高。在人工混交林中,随着密度的增大,分杈率与分杈类型表现出相似的规律,但分杈高并无明显的规律可循。在密度相近的情况下,红松混交林中的红松分杈