长白落叶松人工林林分模型的应用

根据在牡丹江地区所调查的16块固定标准地和16块临时标准地的材料以及树干解析数据资料,基于Korf-A型理论生长方程,从林分密度理论和动态林分生长与收获等角度对长白落叶松(LarixolgensisHenry)人工林林分生长和收获模型及应用进行了研究。采用参数化的方法将立地密度因子引入Korf-A型方程,建立了林分断面积生长模型,其渐近参数主要受立地条件影响,而曲线形状参数和生长速率参数则与林分密度和立地条件均有关。以落叶松人工林林分断面积生长模型为核心的全林分模型系统,由满足相容性原则的6个模型所组成:①立地指数曲线;②林分最大密度线;③林分密度(SDI)动态预估模型;④树高曲线动态预估模型;⑤林分断面积生长模型;⑥Schumacher式林分收获模型。采用该模型系统可以模拟不同立地条件(SI及N0)下的林分平均胸径(DBH),平均树高(H),每公顷株数(N),林分断面积(G)和林分蓄积量(M)的生长过程。所建立的林分密度动态模型,预估模型及林分生长和收获模型,可以从单木和林分两个决策水平上模拟落叶松人工林林分动态发育过程,为进一步建立林分经营模型及合理经营长白落叶松人工林提供了良好基础。     

马尾松造纸原料林生长收获预估模型的研究

以年龄、地位指数、初植密度为辅助变量 ,利用 Korf方程建立林分密度指数动态预估模型 ,从模型相容性思想出发 ,研制了马尾松造纸原料林全林分模型 ,模型经检验精度高、误差小 ,且能反映林分测树因子动态变化及因子之间关系的基本规律 ;最后给出了模拟已知初始密度林分自然生长过程的实例     

辽东山区现有林经营管理技术的研究

本研究提出了辽东山区现有林分类技术标准；对商品林经营管理提出了采用里查德生长函数，拟合参数多形地位指数模型，编制落叶松人工林林分密度控制图，进行商品林密度控制；在多形地位指数模型基础上，引进林分密度指数，把编制的落叶松人工林林分密度控制图推导成可变密度收获得表，对商品林的收获进行预测和控制，建立了商品林立地、密度与收获一体化的经营管理技术体系。同时，探讨了辽东山区公益林的经营理论与技术措施。     

杉木人工林可变密度收获表的编制

利用Richards方程，建立以林分年龄、地位指数、林分密度指数为输入变量，林分总断面积、平均胸径为输出变量的生长模型，误差分析表明该模型适用．在此基础上，编制了杉木人工林可变密度收获表．     

基于人工神经网络的杉木可变密度蓄积量收获预估模型

采用人工神经网络方法拟合杉木林分蓄积量与立地质量、林龄、林分密度之间的非线性关系,建立了杉木可变密度蓄积量收获预估BP网络模型,并对所建立的模型进行精度检验.检验表明,所建模型预测精度高,可应用于森林经理调查、数据更新与经营决策优化以及编制可变密度收获表.     

天然阔叶林标准收获表的研究

利用福建省森林资源连续清查所布设的郁闭度0.7以上、生长正常的天然阔叶林固定样地,选择理查德方程分别立地类型建立林分平均胸径、平均高、断面积生长模型,以理查德方程中的最大生长速率参数作为确定标准林分的依据,结合形高模型编制了天然阔叶林标准收获表.同时探讨了应用标准收获表配合未来林分疏密度预估模型,对天然阔叶林小班蓄积量进行动态更新的方法.     

长白落叶松直径分布收获模型的研究

该文将长白落叶松林地按地位指数划分为3个地位等级,分别地位等级建立了以三参数Weibull分布为基础的直径分布收获模型。该模型系统包括两大部分。第1部分建立了林分回归模型,其中主要包括林分因子预测模型,株数预测和断面积生长模型等;第2部分建立了参数回收模型,即采用林分因子的预估值来回收Weibull分布的参数,保证了收获模型与林分回归模型的一致性。该模型不仅能输出林分的总体收获量(蓄积量,出材量),而且能输出各径阶的收获量。误差检验结果表明该模型精度较高。     

2021 年 11 期目录

[目的]目前关于林分碳储量随年龄动态变化的模型研究较少,本研究通过建立林分水平的碳储量生长模型系,为区域尺度的森林碳储量动态预估提供方法.[方法]以吉林省长白落叶松人工林为对象,使用立地质量分级算法将所有样地划分为3个立地等级,并将其作为哑变量引入模型系中,使用联立方程组的方法将林分平均高、断面积生长模型和林分碳储量模型3个方程进行联合估计,建立林分碳储量生长模型系.采用调整确定系数(R2adj)、估计值的标准误(SEE)和平均预估误差(MPE)来评价模型的表现,分析不同立地等级和林分密度指数(SDI)下林分碳储量的生长过程,及林分断面积和平均高对林分碳储量的影响.[结果](1)林分碳储量生长模型系中林分平均高生长模型、林分断面积生长模型和林分碳储量模型的R2adj分别为0.879、0.977和0.953,MPE均??1500株/hm2时,在40年以后的林分密度对碳储量生长过程基本无影响;林分密度指数控制在1500?～2000株/hm2时可实现较快的碳储量生长.(4)林分碳储量随林分断面积和平均高的增加而增加,林分断面积与林分碳储量的关系更为密切.[结论]林分碳储量的生长和立地等级、林分平均年龄、密度、断面积、平均高等因子有密切联系,采用联立方程组方法是建立林分碳储量生长模型系的有效方法.本研究建立的林分碳储量生长模型系可以对林分碳储量动态进行有效预测,为了解林分碳储量的生长过程和森林碳汇评估提供了工具.     

基于增强回归树的杉木人工林林分断面积模型研究

【目的】林分断面积是森林生长收获预估中的重要变量。构建基于增强回归树的林分断面积模型,并分析不同林分密度指标和不同立地指标及其交互作用对模拟的影响,为采用增强回归树模拟林分断面积提供一定的参考。【方法】研究以江西省崇义县的杉木人工林为对象,采用增强回归树构建了林分断面积模型,通过交叉验证分析了交互深度、收缩参数和回归树数量的变化对增强回归树预测的影响,并对比分析了2种立地指标(地位级指数和地位指数)、2种密度指标(每公顷株数和林分密度指数)及其交互作用对林分断面积的影响,以此筛选出林分断面积模型中最适的立地指标和密度指标。【结果】(1)经过参数优化的增强回归树能较好的模拟林分断面积,最优模型的MAB为0.504 7 m~2/hm~2,RMA为2.29%,RMSE为0.900 8 m~2/hm~2;(2)基于林分平均高的地位级指数对林分断面积的模拟效果优于地位指数,因此可在缺少优势高数据时采用地位级指数描述立地质量;(3)林分密度指数对林分断面积的模拟效果明显优于每公顷株数,说明包含了林木大小信息的密度指标能有效的模拟林分断面积;(4)立地和密度的交互作用能在一定程度上提升林分断面积模型精度。【结论】增强回归树能较好的模拟林分断面积,但需要对参数调优,且在需要精确预估林分断面积时,建议考虑立地和密度的交互作用。     

福建马尾松人工林可变密度收获表的编制

以林龄,地位指数,林分密度指数为自变量因子,由扩展的Ｒｉｃｈａｒｄｓ生长函数结合林分直径分布规律,建立直径的生长模型,运用改进单纯形法最优拟合该生长模型,以此作为基础推算其它因子,编制出福建省马尾松人工林可变密度收获表,为福建省马尾松人工林的节理论依据。     

马尾松人工林经营密度模型研究

采用人工神经网络的建模技术建立了林分蓄积与立木密度、林分年龄和地位指数间的全林分生长模型,并以所建全林分生长模型为基础构造目标函数,采用改进单纯形法对建立的目标函数进行搜索寻优,以找到最佳的经营密度及对应的间伐时间。结果表明,拟合结果符合林分生长规律,可以用BP神经网络建模技术建立相应的全林分生长模型;用改进单纯形法对目标函数进行优化,不仅可以求得最优的保留密度,而且可以求得对应的间伐时间。     

杉木人工林经营过程最优控制研究

本文以林分生长模型为基础，将林分蓄积量年平均生长量作为目标函数，应用三次设计的方法建立杉木人工林经营过程控制系统，以辅杉木人工林造林设计及其经营过程的最优决策管理．利用此控制系统只需输入立地指数（ｓ）即可对杉木人工林在该立地条件下的最佳初植密度、间伐次数、间伐时间、间伐强度和主伐年龄进行最优决策．该控制系统既可对杉木人工林林分进行生长预测，也可为制定经营方案提供参考依据．     

杉木林分断面积生长预估模型及其应用

选用包含林分密度指标、年龄和立地质量指标的Ｒｉｃｈａｒｄｓ型和Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ型的生长模型作为杉木断面积生长预估模型,经江西省１４个未间伐林分和３６个间伐林分数据的拟合,表明Ｒｉｃｈａｒｄｓ型优于Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ型,杉木间伐林分和未间伐林分可用统一的断面积预估方程．结合实例指出在采用Ｒｉｃｈａｒｄｓ型方程时,应注意地位指数方程中参数的变化对预估结果的影响．     

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。     

油松人工林林分生长过程动态预测及检验

根据北京山区调查的246块油松人工林固定样地资料,运用理论生长方程,建立了油松人工林林分高和断面积的生长模型,并对其生长过程进行了精度评价及预测检验。结果表明:Compertz、Mitscherlish、Logistic方程拟合油松人工林林分高生长过程时,方程渐近参数受立地指数的影响,将立地指数作为方程自变量时,预测精度最高的是Mitscherlish方程;将立地指数、林分密度指数引入Korf理论生长方程中拟合油松人工林林分断面积生长过程,其模拟精度R2达0.98;对两个模型进行χ2检验,发现观测值和预测值差异不显著,拟合效果良好。研究结果可对北京地区油松人工林的生长动态进行精确预测,为油松人工林的科学经营提供理论依据。     

基于一类清查资料的森林资源生长预估

采用一类清查数据,利用立地分级方法构建平均树高、平均胸径和林分密度的生长模型,应用于森林资源调查中相关因子的更新。同时,根据森林蓄积量、生长量和消耗量与平均年龄、平均树高、平均胸径和林分密度等林分因子之间的关系,构建估测模型。通过辽宁省鞍山市森林资源年度动态监测的应用示范研究,结果表明:生长模型可用于更新二类调查数据,蓄积等预估模型可以有效反映森林资源的年度消长;本方法能够提高地区森林资源年度监测能力,并增强森林资源监督管理的针对性和时效性。      

前茬林分密度对2代4年生杉木林生长的影响

通过建立固定标准地,研究福建南平峡阳国有林场一片29年生、20地位指数级的第1代杉木人工林采伐前的林分密度和采伐后的立地管理措施对第2代4年生杉木林分生长的影响,结果表明,第1代杉木人工林的林分密度对2代4年生杉木林分的生长有极显著影响,最高密度等级(1500株·hm-2以上)的第1代杉木林在采伐后营造的第2代杉木林,其4年生的生长量为最低 采伐后的立地管理措施对2代4年生杉木林分生长的影响不显著 第1代杉木林较高的林分密度可能是杉木连栽地力衰退的重要原因之一     

建立在固定样地上的林分生长线性联立方程组模型研究

为描述森林资源连续清查中两期固定样地因子之间的关系,该文分析了两期林分生长变量间的关系,以固定样地的两期(1990和1994年)观测变量为资料,在Borders模型基础上,引入标准地位指数和变量的线性变换,分优势树种构造出间隔期为5年的林分生长线性联立方程组模型簇YB+xΓ=ε,并获得该模型待估参数矩阵B、Γ的无偏估计.该模型是可识别且误差结构矩阵不是对角矩阵的联立方程组模型.它表述了样地期末断面积和蓄积是林分标准地位指数、年龄、期初断面积的隐函数,较深入地描述了两期固定样地林分因子相互依存、从属的关系.通过模型的外检验,蓄积平均精度可达90%以上,林分纯生长量的估计精度可达80%以上.该模型具有较好的适应性,并可在今后若干个离散的时间点上预估同类林分的收获量,为研究在固定样地上两期林分自然生长规律提供较科学的理论和方法.      

柳杉人工林单木材积生长模型的研究

本文将柳杉人工林单株木的林积生长量作为年龄、地位指数、竞争指数的函数，建立单木生长模型。研究结果表明：简单竞争指数优于竞争压力指数，而在简单竞争指数中，竞争木取６株和８株差别不大，均优于竞争木取４株。进一步的分析表明：在不受人为干扰的林分中，竞争木取６株和８株的简单竞争指数在一定时期内保持相对稳定的状态，与林分年龄和立地质量关系不密切，而与胸径之间存在着密切的相关关系。其值随着胸径的增大而减小，二者之间的关系用双曲线和幂函数拟合较为适宜，由此建立的简单竞争指数预估模型，扩大了单木生长模型的运用范围。在理论上和实践上均有重要的意义。