落叶松人工林林分极限密度确定方法的研究

为研究林分密度动态变化规律提供一个理论参考水平，且为合理经营森林提供一咱确定林分极限密度的较佳方法，本文对长白落叶松人工林为研究对象，在设置的３６块标准地上采用重复抽样的方法，每块标准地随机抽取２０个样方，在保证各样方株数分布为正态分布的前提下，引入顺序统计量分布的理论。采用抽象化的方法确定各标准地的林分极限密度。利用Ｒｅｉｎｅｋｅ公式ｌｎＮ－Ｋ＋     

人工长白落叶松枝条存活模型

目的木材的质量决定了它在生产中的价值, 优质的木材往往可以获得更高的利润。但是树干上节子的大小会严重影响木材的质量, 而节子是在枝条死亡后形成的, 所以通过研究枝条属性, 寻找合适的营林控制方式将对提高木材质量具有重要意义。方法本研究根据黑龙江省佳木斯市孟家岗林场、林口林业局和东京城林业局的10块长白落叶松人工林标准地中的70株落叶松枝解析数据, 分别建立传统的Logistic基础模型以及相应的广义线性混合模型(GLMM)来预测该地区长白落叶松的枝条存活状况, 并对模型进行拟合效果评价和独立性检验。结果枝条存活状态受树木自然整枝程度、枝条生长位置和树木间竞争等因素的影响, 在模型中, 冠长率(CR)可以反映树木自然整枝程度, 其参数值为正说明树木自然整枝程度较低时, 枝条大多处于存活状态。枝条相对位置(BRH)和枝条轮数(WHOLE)可以反映枝条的生长位置, 其参数值为负说明处于树冠上部的枝条由于受光充分而长势良好, 而处于树冠下部的枝条由于相互遮蔽而死亡。树高胸径比(HD)可以反映林木间的竞争情况, 其参数值为负说明激烈的竞争环境会使枝条存活概率降低。AIC、RMSE、AUC和模型判断正确率可以用于比较基础模型和广义线性混合模型的预测效果。经计算, 广义线性混合模型的AIC=801.67, RMSE=0.126, 均小于基础模型, AUC=0.9975, 模型判断正确率为97.9%, 均大于基础模型, 说明广义线性混合模型可以有效解决不同个体间存在差异的问题, 有利于提高枝条存活状态的预测精度。独立性检验结果显示模型预测精度良好。结论本研究可为长白落叶松人工林确定合理的经营措施, 提高木材质量提供理论依据。      

基于航空影像的沙漠典型灌木数字测量

基于内蒙古乌兰布和沙漠拍摄的1: 5000数字航空相片,利用全数字摄影测量工作站VirtuoZo系统IGS数字测图方法,选择研究区具有典型代表性的稀少且呈群团状的灌木白刺(Nitraria tangutorum)为对象,在建立的立体像对上进行测量,获得了沙丘上白刺高度、东西直径、南北直径、面积、周长和覆盖度6个因子的内业图测数据,并与外业实测数据进行了比较:面积的精度为71.7%,其他5项均大于90%,精度较高;同时分析了内业测图误差原因.结果表明:利用航片进行沙漠地区三维立体植被测量方法可行,内业测量精度达到了林业调查的要求.太阳方位角和判读员的经验是影响测量精度的主要因素.     

兴安落叶松天然林削度方程的研究

削度方程具有不受材种规格的限制、应用简便等优点,现已成为编制材种出材率表基础工作。本文以大兴安岭东部地区兴安落叶松天然林为研究对象,利用776株林木干形数据,通过分析、比较和评价4个削度方程拟合效果和预估精度,确定了兴安落叶松最佳削度方程。     

水曲柳单木生长模型的研究

根据黑龙江省、市、县576块水曲柳固定样地的解析木数据,在水曲柳单木直径生长模型中引入林木大小、竞争和立地条件因素,采用回归的方法建立水曲柳单木直径生长模型。研究表明：水曲柳单木生长模型与该林木自身的大小（lnD）、林分平均胸径（Dg）、对象木直径与林分中最大林木直径之比（DDM）以及土壤有较大的关系。林木的直径越大其生长量越大;竞争因子DDM说明水曲柳单木直径越大;其定期生长量越小;立地因子土壤表明,土层越浅其生长的越快。模型的检验精度为94%,说明模型具有良好的拟合效果,可用于实际的生产中。     

应用混合效应法建立的杂种落叶松人工林单木冠幅预测模型

应用2015年调查的黑龙江省江山娇实验林场48块杂种落叶松人工林样地的4129株样木数据,分析了冠幅(C_W)与胸径(D_BH)的相关关系,选出较好的冠幅—胸径线性关系模型作为基础模型;经过再参数化分析,选入对冠幅影响较大的单木因子和林分因子构建冠幅的通用线性模型;再采用混合效应模型的方法建立精确的冠幅预测模型。结果表明:冠幅与胸径呈较好的线性相关,冠长率(C_R)、高径比(H_DR)和林分断面积(B_AS)对冠幅的影响最大,最终构建了样地水平的线性混合效应模型为杂种落叶松人工林单木冠幅预测模型。模型的修正决定系数R_a²为0.6567,比基础模型(R_a²为0.5701)增加了15.19%;均方根误差(R_MSE)和赤池信息准则与基础模型相比,均减少了10%以上;模型采用留一交叉验证法进行检验,其平均绝对偏差(M_AE)为0.3491 m、平均相对偏差绝对值(M_APE)为18.36%,拟合效率(E_F)为0.6164。考虑该模型的实用性,基于留一法,利用随机抽样,对比分析了不同样本量(2,3,4,…,30株树)对随机效应校正下的模型预测效果,结果表明每个样地随机调查5株树的冠幅,即可达到较好的预测效果。     

树木位置空间模式建模与预测(英文)

传统的林分生长与收获模型不能为林分和生态系统管理提供准确的空间信息。采用3种配对势函数的Gibbs点过程模型对美国东北部50块云冷杉样地里树木的空间分布模式进行模拟。该Gibbs模型能够较好地模拟这50块样地中的82%～84%,但其对完全随机分布和规则分布的样地模拟比对聚集分布的样地模拟效果要好。使用常用的林分变量如林分密度、公顷断面积、林分平均胸径、平均树高、平均冠幅和冠长建立经验回归模型对Gibbs模型的2个参数进行预测。结果表明这些回归模型对81%的样地可以得到满意的模拟效果,其中,100%的完全随机分布样地、71%的规则分布样地和56%的聚集分布样地模拟效果较好。选择3块样地对树木的模拟空间位置和实际观测位置的相似性进行对比和说明。     

基于线性混合模型的落叶松枝条基径模型

以黑龙江省五营林业局丽林林场30株人工落叶松2 190个枝条基径数据为例,利用逐步回归技术建立了落叶松枝条基径模型:BD=b1+b2DINC+b3DINC2+b4DBH.DINC2。然后,利用S-PLUS软件中的LME过程,拟合线性枝基径模型。采用AIC、BIC、对数似然值和似然比检验等模型评价统计指标对不同模型的拟合效果进行比较分析。结果表明:当拟合枝条基径模型时,b1、b2、b3同时作为混合参数时模型拟合最好。为了矫正混合模型构建过程中产生的异方差现象,把幂函数和指数函数加入到枝条基径混合模型中。指数函数显著提高了枝条基径混合模型的拟合效果,并且消除了异方差现象。模型模拟表明:对于大小相同树木,枝条基径随着着枝深度(DINC)的增加而增大,对于大小不同的树木,枝条基径随着胸径(DBH)的增加而增大。林木的胸径变量很好地反映了不同大小树木的枝条基径的变化。在不知道详细林分信息的前提下,可以利用树木变量合理地预测兴安落叶松人工林的枝条基径的变化规律。     

基于VirtuoZo系统对林木冠幅信息的提取

针对目前林木冠幅信息人工测量高误差低效率的现状,本文基于1：10000的数字航空相片影像,采用专业的数字摄影测量平台VirtuoZo提取了林木冠幅信息。选取凉水国家级自然保护区17林班18小班内第32号固定样地为测图区,通过立体模型的内定向、相对定向和绝对定向构建测区的立体像对,并在立体像对上量测了样地内各林木的东西和南北冠幅。结果表明：林木冠幅的数字摄影测量的相关系数均大于0．85,具有较好的正相关性。因此应用全数字测量系统VirtuoZo提取冠幅因子具有可行性,能够减少外业工作量,但测量精度受到航摄参数、环境因素和判读员经验等因素影响。     

落叶松人工林与距离无关的单木生长模型

基于19块落叶松人工林固定标准样地的95株解析木,利用枝解析的数据计算每株解析木的有效冠高以及有效冠表面积,建立有效冠高和有效冠表面积的单木预估模型。再利用5块复测样地的数据,将有效冠表面积作为竞争因子,用多元逐步回归的方法建立落叶松人工林胸高断面积与距离无关的单木生长模型,同时与未引入有效冠表面积的生长模型进行比较。研究发现:引入有效冠表面积以后,单木生长模型的调整相关指数和精度都有所提高,说明有效冠表面积对于单木的生长具有一定影响,将其作为单木竞争指标可以提高单木模型的拟合效果。