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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 李凤日 刘瑞龙
描述了相容性非线性联立方程组模型在树干削度和材积建模方面的应用及联立方程组模型参数估计的方法。以黑龙江省带岭林业局人工落叶松为研究对象,以Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,构建了3个具有不同拐点的树干削度和材积系统。削度和材积系统拥有一套参数。为了使内生变量(endogenous variables)误差同时最小化,利用SAS软件模型模块中的似乎不相关回归过程(seemingly unrelated regression,SUR)解决联立方程组模型系统的参数估计。采用确定系数、绝对误差、相对绝对误差、均方根误差、相对均方根误差等模型评价指标对不同模型系统的精度进行比较分析。结果...
[期刊] 林业科学
[作者]
何培 王君杰 辛士冬 张兹鹏 姜立春
【目的】基于樟子松和兴安落叶松干形数据，比较分析最小二乘法（ONLS）、分位数回归（QR）、混合效应模型的固定效应法（FIXED）以及广义加性模型（GAM）对树干不同位置直径和树干总材积的预测精度，为树木干形和材积精准预测提供参考。【方法】以大兴安岭漠河林业局不同林分条件下的187株樟子松和283株兴安落叶松为研究对象，拟合林业上常用的33个削度方程，选出精度较高的削度方程作为ONLS、QR和FIXED的基础模型。基于描述干形的常用变量，同时考虑变量转换，如平方和开根号等变量转换构建GAM。应用R软件对4种建模方法进行拟合，选取平均误差（ME）、均方根误差（RMSE）、百分比均方根误差（RMSE%）和确定系数（R~2）对比分析4种建模方法，采用留一交叉检验法对不同建模方法进行检验，比较各方法预测树干不同位置直径和树干总材积的精度。为更直观展示各建模方法效果，分别从2种树种中随机抽取2株不同大小树木进行树干模拟。【结果】1）基于Kozak(2004)模型的ONLS、QR和FIXED以及构建的GAM拟合结果表明，4种建模方法均能较好拟合樟子松和兴安落叶松干形数据；2）留一交叉检验结果显示，GAM对樟子松和兴安落叶松树干直径的预测精度优于ONLS、QR和FIXED;3) GAM预测2种树种材积时与估计直径一致，即GAM预测精度优于其他建模方法；相较ONLS，樟子松和兴安落叶松GAM材积预测的RMSE分别下降5.6%和11.3%;4) 2种树种不同大小树木树干模拟发现，对于大树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果相似，且均能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形；对于小树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果差异较大，其中GAM能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形。【结论】GAM预测树干不同位置直径和树干总材积时精度最高。当以预测为主要目的时，GAM通过简单编程能够实现对樟子松和兴安落叶松树干直径和材积的估计，可作为一种精度较高的树干干形预测方法。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张兴龙 姜立春
利用兴安落叶松解析木数据,比较了树干去皮直径预测的3种类型模型:Grosenbaugh的比率方程式、回归模型和削度方程。Grosenbaugh的比率方程式有很大的灵活性,没有参数不需要模型拟合。总体评价和模型分段比较表明,回归模型有较小的预测误差,尤其是Cao and Pepper提出的含有带皮直径、树高、相对树高、胸径处的带皮直径和去皮直径变量的模型。由于削度模型不含有带皮直径变量,因此产生较大的去皮直径预测误差。不同类型的模型在森林经营过程中都有一定的适应性。
关键词：
落叶松 去皮直径 最优模型 削度方程
[期刊] 林业科学
[作者]
姜立春 刘瑞龙
以黑龙江省带岭林业局大青川林场84株人工落叶松解析木数据为例,采用Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,利用SAS软件中的似乎不相关回归过程得到该分段削度模型的4个参数和2个拐点参数同时估计。参数估计显著性检验(P
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
靳晓东 姜立春
[目的]确保立木材积和树皮材积预测的一致性并提高预测精度。[方法]以大兴安岭兴安落叶松为研究对象,分别采用控制法和分解法研建了可加性模型系统。利用SAS统计软件模型模块proc model中的NSUR法进行拟合及参数估计。拟合结果采用确定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)进行评价;检验结果则通过确定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)进行评价。[结果]从模型的整体评价结果来看,两种方法的拟合和检验效果均很好,基于分解法构建的模型略优于基于控制法构建的模型;不同径阶的检验表明,对于中等径阶的树木(20≤D
[期刊] 林业科学
[作者]
刘家霖 王传宽 张全智
将一块15 m×20 m的48年生兴安落叶松人工林的林木全部收获,采用分层聚类分析法将林木分化等级划分为优势木、中等木和被压木,并采用解析木法量化分析不同分化等级林木心材和边材的周向和轴向变异及其与林木特征性状之间的关系。结果表明:林木分化等级、方位和圆盘高度对树干心材半径(heartwood radius,HR)、边材宽度(sapwood width,SW)的变异影响显著(P<0.001)。胸高处HR和SW及其绝对变异量均随林木分化程度的加剧而增大。林木心材与边材比在周向变化不一,其最大值以北向频率最高(17.65%),最小值则以南向频率最高(17.68%),反映了微生境的差异。随相对高度的...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 蒋雨航
以黑龙江省七台河市林业局金沙林场114株人工兴安落叶松树干干形数据为例,利用非线性混合模型技术拟合Max-Burkhart分段削度方程。结果表明:当利用SAS软件的PROC NLMIXED模块对Max-Burkhart模型进行拟合时,引入随机参数b1、b2、b3时模型拟合最好;随机参数b1与冠长率和冠长呈负相关,与树冠高度呈正相关;随机参数b2与冠长率和冠长呈正相关,与树冠高度呈负相关;随机参数b3与冠长率、冠长、树冠高度没有显示出相关性。利用随机参数b1、b2、b3与树冠特征的相关性构建了含有冠长率、冠长和树冠高度变量的3个模型,并且所有模型的参数估计值都是显著的,这充分说明冠长率、冠长和树...
[期刊] 林业科学
[作者]
马岩岩 姜立春
【目的】采用非线性分位数回归法构建落叶松树干削度方程,比较分析不同分位数(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)及其组合分位数的拟合及检验结果,以提高模型预测精度。【方法】基于大兴安岭落叶松干形数据,采用Koenker和Bassett提出的分位数回归法,利用SAS软件的NLP拟合基于各分位数的Max-Burkhart分段削度方程,选取确定系数(R2)、平均误差(MAB)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPB)和预估精度(P%)对削度方程进行对比分析。【结果】1) Max-Burkhart分段削度方程在9个不同分位点(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)均能收敛,说明分位数回归可以提供许多不同分位数的估计结果,进而可预测任意分位点处干形的变化趋势; 2)基本模型和分位点处(τ=0. 4、0. 5、0. 6)的分位数模型拟合结果相近,分位数组合(3、5、7、9)可提高模型拟合效果,其中基于3个分位数组合(τ=0. 3、0. 5、0. 7)、5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)、7个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 4、0. 5、0. 6、0. 8、0. 9)、9个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)在分位数组合相同时分别表现最优; 3)模型检验表明,大多数分位数回归组合的检验统计量都优于基本模型和各分位数模型,相对于基本模型,5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)模型的MPB、MAB、RMSE分别降低13. 9%、13. 9%、13%。【结论】分位数回归能够提高模型预测精度,基于5个分位数组合的Max-Burkhart分段削度方程在拟合及检验统计量等方面表现较好,适合于大兴安岭落叶松树干削度预测。
关键词：
落叶松 非线性回归 分位数回归 削度方程
[期刊] 林业科学
[作者]
王文杰 孙伟 邱岭 祖元刚 刘伟
基于连续1年的兴安落叶松树干液流密度和环境因子(光照、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度)的测定结果,探讨不同时间尺度下树干液流密度与环境因子的关系差异。在月时间尺度上,土壤温度和土壤湿度显著影响树干液流密度变化,土壤温度单位增加引起树干液流上升0.084～0.123L·cm-2month-1;在天时间尺度上,显著影响因子有土壤温度、光照和空气温度,其中土壤温度为最主要的影响因子,单位增加会导致树干液流上升1.9～2.7mL·cm-2d-1;在小时时间尺度上,主要影响因子在不同季节不同,但最主要因子多是直接影响地上叶片生理指标如光照和空气湿度,二者单位上升平均分别引起树干液流上升1.239...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
池波 蔡体久 满秀玲 李奕
利用Granier热扩散植物液流技术(TDP),于2012年5—9月连续对大兴安岭北部兴安落叶松蒸腾进行测定,结合同步观测的环境因子,分析兴安落叶松树干液流规律及其与环境因子的关系。结果表明:1)兴安落叶松蒸腾速率具有明显的昼夜变化规律,晴天和阴天均为单峰曲线,雨天为双峰曲线,且晴天和阴天的蒸腾速率高于雨天。夜间液流通量占整日液流通量的百分比为晴天(5.91%)>雨天(4.88%)>阴天(2.57%),在高温无雨情况下,液流通量呈现随高温无雨日数的增加而逐渐降低的趋势。2)6—8月兴安落叶松蒸腾量占观测期总耗水量的80%,液流密度日峰值较高,其中7月最高达23.62cm3/(cm2·h),5月...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
姜立春 杜书立
以黑龙江省带岭林业局大青川林场80株人工兴安落叶松解析木数据为例,采用Richards生长模型作为基础模型,利用S-PLUS软件中的NLME过程,分别拟合非线性树高和直径生长模型。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精度进行比较分析。结果表明:当对树高-年龄关系进行拟合时,b1、b3同时作为混合参数时模型拟合最好;当对直径-年龄关系进行拟合时,b1、b3同时作为混合参数时模型拟合最好。把相关性结构包括一阶自回归结构AR(1)、一阶移动平均结构MA(1)及一阶自回归与移动平均结构[ARMA(1,1)]加入到树高和直径最优混合模型中,一阶自回归结构AR(1)显著...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘镜婷 姜立春
［目的］对不同区域立木相容性材积方程以及不同异方差校正方法进行详细对比分析，建立相容性材积方程预估大兴安岭不同区域落叶松的立木材积。［方法］以大兴安岭３个不同区域的落叶松为研究对象，采用误差变量联立方程组的方法构建不同区域立木相容性材积方程。采用非线性额外平方和的方法（Ｆ检验）进行区域性检验。使用多种权函数分别对３个区域存在异方差的材积方程进行加权回归。［结果］表明：任何２个区域的立木材积方程都有显著不同（Ｐ
关键词：
兴安落叶松 相容性 区域检验 异方差
[期刊] 林业科学
[作者]
熊伟 王彦辉 于澎涛 刘海龙 徐丽宏 时忠杰 莫菲
2005年6—10月在宁夏六盘山南侧的西峡林场,选择比较均匀的坡面(坡度45°),布设了20m×20m的华北落叶松固定标准地,应用热扩散茎流计连续测定13株树木的树干液流。结果表明:不同径级树木的树干日液流量存在较大差异,在6—7月,其值变化在11.27~24.46kg.d-1,变异系数CV为0.298(n=5);在8—10月,其值变化在5.01~22.25kg.d-1,变异系数CV为0.454(n=13)。方差分析表明,胸径和液流密度是2个显著影响树干日液流量变异的因子,前者主要通过决定树干边材面积来控制树干液流量大小,它可以解释变异方差的56.9%;树干液流密度可以解释变异方差的34.7%...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
周来 程小芳 张梦弢
【目的】应用BP神经网络模型预测华北落叶松树冠体积与表面积，探索华北落叶松树冠体积与表面积估算模型的最优形式，为未来的预测模式提供新思路。【方法】以山西省庞泉沟自然保护区的华北落叶松林为研究对象，通过从6块（60 m×60 m）固定样地得到的678个观测数据，运用BP神经网络，分别对华北落叶松树冠体积与表面积建立模型，通过对模型的训练，得到基于BP神经网络的华北落叶松树冠体积和表面积估算模型。【结果】基于BP神经网络的华北落叶松树冠体积与表面积模型的最优结构模型的输入层节点数∶隐层节点数∶输出层节点数=6∶9∶1。其中树冠体积的决定系数（R2）、平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.948、5.40 m3、18.40；表面积的R2、MAE和RMSE分别为0.957、3.33 m2、 14.41。基于BP神经网络的华北落叶松树冠体积与表面积模型的性能与输入因子的数量呈正相关，最优模型的输入因子数为6个，分别为冠幅、树高、胸径、最大冠幅高度、第一活枝长（在垂直于树干方向上的投影长度）和冠基高。【结论】输入变量包含树干尺寸和树冠构型特征相关信息，模型能较好地实现华北落叶松树冠体积和表面积的预测。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王建军 陈科屹 何友均 吕延杰 许单云 何亚婷 谢和生 卢佶
【目的】构建兴安落叶松Larix gmelinii天然林3个主要树种组的断面积生长混合效应模型，提高断面积生长模型的预估精度，为兴安落叶松天然林的林分生长动态研究提供参考。【方法】以大兴安岭林区兴安落叶松天然林的主要树种组（兴安落叶松、白桦、栎类）为研究对象，采用四期森林资源连续清查的626块复测样地数据，首先使用多元逐步回归方法建立单木断面积生长模型，其次在最优基础模型的基础上，引入样地随机效应，建立单木断面积生长混合效应模型，最后对模型进行检验。【结果】期初胸径（D）的倒数（1/D）、每公顷株数（N）、大于对象木的胸高断面积和（BL）、对象木胸径与林分算数平均胸径之比（BL/D）、海拔（E）以及坡度和坡向的组合（Tc）对兴安落叶松天然林单木断面积的生长有显著影响（P<0.05）。考虑样地随机效应的混合效应模型的赤池信息准则（AIC）、贝叶斯信息准则（BIC）明显降低，对数似然值（LogLik）明显增大。引入异方差函数和自相关结构后，提高了混合效应模型预估的精度；混合效应模型的平均绝对误差（Bias）和均方根误差（RMSE）均比基础模型的低，兴安落叶松、白桦、栎类最优混合效应模型的R2分别由0.435提高到0.658、由0.354提高到0.489、由0.307提高到0.379。【结论】与基础模型相比，考虑层次结构的混合效应模型能显著地改善模型的拟合效果，为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林的林分生长动态预测提供了具有生物学意义和统计学可靠性的断面积生长模型。
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