湖南省杉木二元立木材积模型的检验与调整

【目的】对湖南省现有的杉木二元立木材积模型进行误差分析,建立新杉木二元立木材积模型,为湖南省杉木材积的精准预测提供理论依据。【方法】以湖南省杉木人工林为研究对象,采用配对t检验的方法对原二元立木材积模型进行检验。以山本材积式为基础模型构建固定参数模型、可变参数模型,以区域作为随机变量、哑变量构建混合效应模型和哑变量模型,对拟合结果进行对比分析。【结果】1)对原二元立木材积模型进行配对t检验,结果表明湖南现有的杉木材积模型与实际材积计算值存在显著差异;2)固定参数模型和可变参数模型的确定系数R2都在0.95以上。对检验数据进行检验,模型的总相对偏差(TRB)和平均系统偏差(MSB)均在±3%范围内,利用分径阶的方法进行检验,其固定参数模型在10、22和24 cm径阶的总相对偏差与平均系统偏差均超出±3%范围,其在24 cm径阶的总相对偏差与平均系统偏差均超出±7%,而可变参数模型在各径阶的偏差较小;3)混合效应模型与哑变量模型的确定系数均在0.95以上,从整体上看,哑变量模型的总相对偏差和平均系统偏差趋于0,而混合效应模型在10、12和24 cm径阶的总相对偏差均超出±3%范围。【结论】...     

基于UAV-LiDAR和误差变量回归的落叶松人工林单木参数估测

【目的】以人工落叶松为例,探索基于无人机激光雷达（Unmanned aerial vehicle LiDAR, UAVLiDAR）点云的单木探测提取树高的误差对胸径反演的影响并校准,实现单木参数（胸径、树高）的准确度量,为大尺度高效便捷估测单木参数提供新的思路。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场13块4个龄组（幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林）的落叶松人工林样地UAV-LiDAR数据及野外调查数据为数据源,基于UAVLiDAR点云的单木探测提取的树高,分别以普通最小二乘法（Ordinary least squares, OLS）和3种误差变量回归（标准主轴（Standard major axis, SMA）、远程主轴（Ranged major axis, RMA）和极大似然估计（Maximum likelihood estimate, MLE））构建胸径-树高模型,研究探测误差对各龄组人工落叶松胸径反演的影响并校准。【结果】利用UAV-LiDAR点云的单木探测提取4个龄组树高的相对均方根误差（rRMSE）,误差范围为3.41%～5.14%;在胸径-树高模型预测方面,3种误差变量回归均优...     

我国杉木通用性立木生物量模型研究

以我国南方地区的最重要针叶树种杉木为研究对象,综合利用非线性混合模型、哑变量模型和误差变量联立方程组方法,建立了适合杉木不同生长区域（总体）应用的一体化一元和二元地上生物量方程及根茎比函数.结果表明：不同总体的地上生物量模型之间存在显著差异,总体（一）的估计值要大于总体（二）,而地下生物量则差异不明显;地上和地下生物量方程的平均预估误差分别在5％和10％以内,可应用于不同区域的杉木林生物量估计.     

杉木相容性立木材积表系列模型研建

以我国南方地区最重要的针叶树种杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,采用误差变量联立方程组方法,建立了相容性二元立木材积方程、胸径和地径一元立木材积方程、树高胸径回归模型及地径胸径回归模型。利用3种树高模型和2种地径模型组合了4个相容性立木材积表系列模型联立方程组,通过6项指标进行综合评价,结果表明由最简单的树高模型和地径模型构成的相容性系列材积模型就能取得良好效果,其二元材积表、胸径一元材积表和地径一元材积表的平均预估误差分别为1.31%、3.66%和7.39%,可用于不同目的的杉木林蓄积量估计。     

3种异速生长方程对生物量建模的对比分析

利用5个树种的1 055株样木的生物量实测数据,对3种常用的异速生长方程的建模效果进行比较分析。结果表明,二元生物量模型M=aDbHc的拟合效果通常要好于一元生物量模型M=aDb;基于组合变量的常用二元模型M=a(D2H)b并不适合于各类生物量的估计,仅对树干生物量和干材生物量的估计是有效的,对其它生物量的估计其效果还不如一元模型;建立树冠、树枝和树叶生物量模型时,采用组合变量D3/H可能是合适的。     

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%。     

利用误差变量联立方程组建立南方杉木一元立木材积模型和胸径地径回归模型

利用我国南方的杉木实测数据,采用误差变量联立方程组方法,同时建立了胸径一元材积模型、地径一元材积模型和胸径—地径回归模型。结果表明:地径与胸径之间相关紧密,其回归模型的确定系数可以达到0.96以上;地径一元材积模型的预估精度要明显低于胸径一元材积模型。     

林木生物量模型研究评述

森林生物量是森林生态系统的最基本特征，要获得准确的森林生物量数据，目前世界上流行的方法是生物量模型估计方法。本文就常用的对数模型和相对生长模型、模型变量的选择以及模型的应用范围等进行了述评。     

与毛白杨性别相关的RAPD标记

应用RAPD技术筛选与毛白杨性别相关的分子标记,对毛白杨雌雄株的基因组DNA进行混合分组分析（BSA）．结果表明：在88条随机引物中有12条引物能够在雌雄DNA反应池间形成多态性条带,应用这12条引物分别对毛白杨雌雄个体（雌雄个体各选取5个）进行RAPD分析,其中引物S60扩增得到1个约为1800bp的与雄性相关的RAPD标记．该标记的获得进一步表明毛白杨雌雄株间存在基因水平的差异,为毛白杨的性别研究提供了分子依据．     

干燥致密土壤在沙粒流冲击下的磨蚀规律

在土壤风蚀过程中,跃移颗粒对表土的冲击磨蚀是公认的一种重要起尘机制。磨蚀体现了跃移沙与土壤相互作用,受沙粒跃移运动参数和土壤力学性质共同控制。然而,现有风蚀模型尚未充分考虑土壤力学性质的地位与作用,缺少磨蚀速率计算公式,亟需从固体力学角度探讨土壤磨蚀规律。该研究借鉴岩石磨蚀模型,针对含水率小于1.5%、体密度大于1.60×103 kg/m3的干燥致密土壤,提出了代表单位时间内的碰撞次数、土壤抗压强度和杨氏模量、入射沙粒动能和密度等综合效应的磨蚀变量;通过标准压缩试验测得黏土、砂土、壤土、砂质黏土、壤质黏土共5种人工均质土壤的抗压强度和杨氏模量的范围分别为0.823～4.092 MPa和0.043～0.149 GPa;利用自行设计的冲击磨蚀试验得到了干燥致密土壤在沙漠沙颗粒流冲击作用下的磨蚀规律,即磨蚀速率是磨蚀变量的线性函数,其斜率与截距分别为3.27×104和-0.027 kg/s。研究结果有助于恰当描述风蚀模型中的土壤力学性质、准确计算风蚀速率,进而服务于农田防护和水土保持工程,并为中国西北干旱区天然地貌和人工建筑风蚀现象的研究提供理论依据与数据支撑。