Development of a linear mixed-effects individual-tree basal area increment model for masson pine in Hunan Province,South-central China

ABSTRACT

An individual-tree basal area increment model was developed for masson pine based on 26276 observations of 13,138 trees in 987 sample plots from the 7th (2004), 8th (2009), and 9th (2014) Chinese National Forest Inventory in Hunan Province, South-central China. The model was built using a linear mixed-effects approach with sample plots included as random effects since the data have a hierarchical stochastic structure and biased estimates of the standard error of parameter estimates could be a consequence of applying ordinary least square (OLS) for regression. In addition, within-plot heteroscedasticity and autocorrelation were also considered. The final mixed-effects model was determined according to the Akaike information criterion (AIC), Bayesian information criterion (BIC), log-likelihood (Loglik), and the likelihoodratio test (LRT). The results revealed that initial diameter (DBH), the sum of the basal area (m²/ha) in trees with DBHs larger than the DBH of the subject tree (BAL), number of trees per hectare (NT), and elevation (EL) had a significant impact on individual-tree basal area increment. The mixed-effects model performed much better than the basic model produced using OLS. Additionally, the variance structure of the model errors was successfully modeled using the power function. However, the autocorrelation structures were not defined because there was no autocorrelation amongst the data. It is believed that the final model will contribute to the scientific management of the masson pine.     

明胶骨原料碳、氮稳定同位素的地域性差异研究

为探讨不同地域来源的明胶骨原料中碳、氮稳定同位素的分布特征及其相关性,本试验采用元素分析-稳定同位素比率质谱仪测定了广西、内蒙古和山东3个主产区的牛骨样品及当地牧草饲料样品中的¹³C和¹⁵N同位素组成,并结合线性回归讨论了牛骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性与牛食谱组成的关系。结果表明,广西地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较好(R²=0.401 8),而内蒙古和山东地区骨样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的相关性较差(R²<0.1),反映了3地牛食物的来源稳定性及主要成分存在明显差异,对各地牛食谱结构推测的结果与实际牧草饲料样品中δ¹³C和δ¹⁵N值的地区分布规律也较为一致。本研究初步揭示了明胶骨原料中碳、氮稳定同位素产生地域性差异的原因,不仅为动物生态学研究提供了有益信息,更为动物制品产地溯源研究提供了新思路。     

基于环境变量的中国土壤有机碳空间分布特征

研究中国土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的空间分布特征对SOC储量估算以及农业生产管理具有重要意义。以全国第二次土壤普查2473个土壤典型剖面的表层(A层)SOC含量为研究对象,探寻地形、气候和植被等环境因素对SOC空间异质性分布的影响;以普通克里格法为对照,利用地理加权回归、地理加权回归克里格、多元线性回归和回归克里格模型建立SOC空间预测模型;并分别绘制了中国SOC的空间分布预测图。结果表明:(1)SOC含量与年均降水量、年均温、归一化植被指数、高程以及地形粗糙指数呈极显著相关关系;(2)平均绝对估计误差、均方根误差、平均相对误差和皮尔逊相关系数等模型验证指标表明地理加权回归的预测精度优于其他模型,可以更好地绘制SOC在大尺度上的空间分布特征;(3)较高SOC含量主要分布在研究区东北部、西南部以及东南部,而西北部SOC含量普遍偏低。本文以期从大尺度上探讨土壤属性与环境变量之间的相关关系,为全国土壤属性的空间制图提供一定的解决方案和思路。     

基于Kjeldahl与Dumas方法的农作物秸秆总氮含量分析

凯氏定氮法(Kjeldahl)与杜马斯燃烧法(Dumas)是测定农业生物质总氮含量的主要检测手段,但二者的测定结果数值存在差异。该研究获取农作物秸秆样本(水稻、小麦、玉米、油菜和棉花)共计1 179个,分别采用Kjeldahl和Dumas方法测定总氮(TKN和TCN,total Kjeldahl nitrogen and total combustion nitroyen)含量,通过多种统计与分析方法,系统分析比较了不同农作物秸秆总氮含量及其分布的异同和相关关系。结果表明:不同农作物秸秆氮含量分布均呈非正态分布,建议采用中位数统计;5种秸秆总体的TKN质量分数为(7.12±1.87) g/kg,TCN质量分数为(8.00±2.13) g/kg,TKN含量显著小于TCN含量;小麦和棉花秸秆的TKN含量和TCN含量与其他秸秆间均存在显著差异(P <0.05);不同生物质TKN含量与TCN含量关系不同,建议采用最小中位数二乘法进行拟合分析。研究结果可为农作物秸秆科学利用提供数据及方法互通性支撑。     

四川省长江上游水土保持工程生态经济综合评价

小流域水土流失治理策略及其生态经济评价是水土保持学科的热点问题,以整个工程实施范围作为对象的研究成果鲜见报道。该文以四川省长江上游水土保持重点防治综合治理第五期工程整个治理区域为研究对象,以县级行政区内的小流域综合治理区域为评价单元,选取反映项目区社会经济和生态状况的46个指标,通过运用主成分分析法和多元线性回归分析,得出13种治理措施主成分,并对治理前后的生态经济状况进行综合评价和排序,建立了生态经济综合发展水平位次变化与治理措施主成分之间的多元线性回归模型。结果表明：不同的治理措施、治理措施实施的范围大小、实施的力度和强度是影响其对于生态经济发展水平贡献大小的主要原因。     

10个热带温带玉米群体产量性状遗传效应分析

以10个热带、温带玉米群体为材料,采用混合线性(AD)模型和MINQUE(1)法,对7个产量相关性状的遗传力、遗传方差分量比率、群体加性和显性遗传效应进行分析。结果表明:试验群体对籽粒产量的贡献为加性效应>显性效应,产量相关性状狭义遗传力为穗粗>百粒重>穗粒重>穗长>籽行数>行粒数>秃尖;加性效应最好的2个群体是豫综5号和墨黄1号;显性效应最强的4个组合为墨白962×豫综5号、新墨1号×WBM-C4、墨黄1号×SUWAN-1和墨白962×EP7;综合来看,豫综5号和墨黄1号是最具利用潜势的群体种质。     

L-苏氨酸摇瓶发酵动力学研究

对L-苏氨酸摇瓶发酵过程和发酵动力学进行了研究。基于实验结果,经非线性拟合和优化,得到了最佳的模型参数值,最终确定了能够很好的表征实际发酵过程中菌体细胞生长、产物L-苏氨酸形成以及基质总糖消耗的3个动力学方程。并对试验数据与模型进行了比较,结果拟合良好,说明此模型较好地反映了发酵过程及其动力学机制。     

洛阳高山种植区牡丹花期预测模型构建与检验

针对洛阳牡丹花期与牡丹花会开幕时间不相吻合这一现象,通过研究洛阳高山种植区1992-2010年迎日红、洛阳红和首案红牡丹花期资料与气象资料,采用SPSS软件分析大气温度、地温、有效积温等与牡丹花期之间的内在关系,构建洛阳高山种植区牡丹花期预测模型。结果表明:15cm土层厚度处地温稳定通过4℃的平均温度和积温与牡丹花期有极显著的相关性。采用晚花品种构建模型预测误差范围在-2.375 2～2.456 5d,误差较小,效果较好。     

小型深松施肥机变量施肥机构参数控制研究

[目的]为了提高化肥利用率,保护生态环境,促进农业可持续发展。[方法]选用一台4行深松施肥机,4种肥料,进行4组试验。每种肥料分别在不同的排肥轮长度和不同的转速下进行正交试验,用HMI调节转速,使步进电机按不同转速转动,带动排肥器排肥。[结果]在肥料一定、轮长不变的情况下,步进电机转速与机具前进速度之间存在线性关系。[结论]采用控制排肥轮长度和步进电机转速的方式来控制排肥量是切实可行的。     

基于不同滤波方法的机载激光雷达数据处理及表面模型构建

利用几种不同的滤波算法对黑龙江省凉水国家级自然保护区的点云数据进行处理,对比分析评价了各滤波算法在东北地区的滤波分类效果及对构建数字高程模型和数字表面模型的影响。指出了各算法的适用范围,并生成了高质量的数字表面模型产品———精确反映地形起伏的DEM和准确反映地物高程及形状信息的DSM。