气候敏感的杉木天然林林分进界模型
2024-07-03分类号:S791.27
【部门】广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室
【摘要】【目的】林分进界作为林分生长动态变化过程之一,是确保森林生态系统结构和功能长期维持的基础。林分进界模型可以有效预测森林发展动态,量化森林生态系统未来健康和生产力,进而为天然林的保护和修复提供基础理论和模型支持。【方法】基于湖南省第八(2009年)和九(2014年)两次国家森林资源连续清查数据,筛选出杉木天然林样地784块,构建了包含林分因子、立地因子及气候因子的杉木天然林林分进界模型。基础模型采用负二项模型(NB),考虑到进界数据存在过度离散的特点,引入零膨胀模型和Hurdle模型,构建了零膨胀泊松(ZIP)模型、零膨胀负二项(ZINB)模型、Hurdle-Poisson(HP)模型和Hurdle-NB(HNB)模型。此外,为解决数据由于重复测量和分层而可能存在的自相关和异方差问题,在上述5种模型基础上,引入样地所在县域作为随机效应,构建了相应的混合效应模型。最后采用十折交叉验证的方法对模型进行检验。【结果】单木所属树种的胸高断面积(Bai)、土层厚度(ST)、海拔(EL)和年平均降雨量(MAP)均显著影响杉木的进界。负二项复合模型(NB、ZINB和HNB)在模拟杉木林分进界方面的表现要明显优于泊松复合模型(ZIP和HP);ZINB和HNB的拟合效果优于NB,而ZINB略优于HNB;引入县域随机效应后,NB、ZIP、ZINB和HP模型的拟合效果均显著优于基础模型,其中以ZINB 混合效应模型拟合效果最好,十折交叉验证的结果也证明了该结论。【结论】本研究所构建的气候敏感的杉木天然林林分进界模型具有一定的生物学意义和统计可靠性,能为该区域天然次生林实施科学修复措施和抚育工作进而提高林分质量、助力“双碳”战略目标如期实现提供科学指导。
【关键词】杉木 林分进界 零膨胀模型 Hurdle模型 混合效应模型
【基金】国家自然科学基金项目(31560109)
【所属期刊栏目】林业科学
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