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[期刊] 林业科学
[作者]
曾伟生 贺东北 蒲莹 肖前辉
【目的】建立含地域和起源因子的相容性立木生物量与材积方程系统,为准确估计森林生物量提供依据。【方法】以我国南方主要针叶树种马尾松为研究对象,基于301和104株样木的实测地上生物量、树干材积和地下生物量数据,综合利用哑变量建模方法和误差变量联立方程组方法,建立集地上生物量、树干材积和地下生物量为一体、确保与生物量转换因子和根茎比等变量相容的一元和二元方程系统,并分析立木生物量和材积估计是否受地域和起源的影响。【结果】所建立的马尾松一元和二元相容性立木生物量方程与材积方程,确定系数(R~2)均在0.92以上,其中地上生物量方程的平均预估误差在4%以内,地下生物量方程的平均预估误差在8%以内。对马尾松地上生物量和树干材积的估计,二元模型均显著优于一元模型,其F统计量远大于临界值;但对地下生物量的估计,二元模型反而不如一元模型效果好。不论是一元模型还是二元模型,地域和起源对马尾松地上生物量估计均无显著影响,地上生物量模型具有很好的通用性,同时也进一步印证了曾伟生等(2012)提出的通用性地上生物量模型M=0.3ρD~(7/3)的广泛适用性。对马尾松地下生物量的估计,不同地域的模型存在显著差异;相同直径的林木,总体1地域范围内(长江流域东南部)的地下生物量要大于总体2(长江流域中西部)。对马尾松树干材积的估计,二元模型不受地域和起源影响,但一元模型受起源影响;相同直径的林木,人工林的材积估计值大于天然林。【结论】将哑变量引入误差变量联立方程组,可同时解决多个变量之间的相容性及地上生物量和地下生物量样本单元数不相等时如何联合建模的问题,是切实可行的生物量建模方法;研究所建立的马尾松立木生物量方程、材积方程及其相容的生物量转换因子和根茎比方程,达到相关技术规定预估精度要求,可推广应用。
[期刊] 林业科学
[作者]
曾伟生 夏忠胜 朱松 罗洪章
以贵州省人工马尾松样木的立木材积和地上生物量数据为基础,建立省级总体平均模型和以区域作为特定参数的哑变量模型及线性混合模型,并对中心区和一般区2类区域性模型与省级总体平均模型之间的差异进行对比分析和预估效果检验。结果表明:对立木材积和地上生物量估计而言,区域特定的模型与总体平均模型之间以及哑变量模型和线性混合模型之间并没有显著差异。本文所建模型为贵州省马尾松人工林的蓄积量和生物量监测评估提供计量依据,所用方法为建立其他含特定参数的通用性模型提供可行途径。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
吕常笑 邓华锋 王少杰 陈振雄 王雪军
已有很多国内外学者研究立木材积与地上生物量相容性的问题，但是建模过程中考虑区域因子对模型影响的研究相对较少。针对此问题，以重庆市、四川省和湖北省１５１株马尾松Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ的样本数据为例，采用哑变量和非线性联立方程组的方法，建立了不同区域马尾松通用的相容性地上生物量模型、立木材积模型和它们的转换因子模型。结果表明：马尾松不同区域的模型之间存在差异性；哑变量和非线性联立方程组的方法可以有效地解决不同区域模型的差异性和立木材积与地上生物量模型的相容性；马尾松地上生物量和立木材积的二元模型均优于其对应的一元模型；在独立拟合的地上生物量回归模型中引入立木材积因子，可以有效地改善模型的．．．
[期刊] 林业科学研究
[作者]
党永峰 王雪军 曾伟生
以东北落叶松(Larix spp.)立木材积和地上生物量数据为例,通过采用误差变量联立方程组和分段建模方法,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:采用误差变量联立方程组能确保立木材积与地上生物量之间估计结果的相容性,而分段建模方法能有效解决常用模型在小径阶存在的系统偏估问题;本文所建立的分段一元模型,地上生物量和立木材积的总体预估误差均不超过5%;分段二元模型,地上生物量的预估误差基本在4%以内,立木材积的预估误差则小于3%。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王轶夫 孙玉军 郭孝玉
以马尾松为例,探索并验证BP神经网络模型在立木生物量估测上的适用性。通过12种算法的筛选、输入变量和输出变量的确定以及隐层节点数的选择,确定最优的模型拓扑结构,构建单隐层BP神经网络模型;对比单输入变量与多输入变量模型、单输出变量与多输出变量模型,并分析模型的输入变量数和输出变量数对模型估测精度的影响;将优选BP模型与传统相对生长模型进行对比以验证BP模型的可行性。结果表明:1)最优BP模型LM-DH-8-WtWaWr的训练算法为Levenberg-Marquardt算法,输入变量为D、H,输出变量为Wt、Wa、Wr,隐层节点数为8。2)输入变量和输出变量的增加不会降低BP神经网络模型的精度。...
[期刊] 林业科学
[作者]
曾鸣 聂祥永 曾伟生
以我国南方地区的最重要针叶树种——杉木为研究对象,采用误差变量联立方程组和哑变量模型方法,建立适合不同杉木生长区域(总体)应用的相容性立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换因子函数。结果表明:二元立木材积方程和地上生物量方程均优于其相应的一元模型;不同总体的模型之间存在显著差异,总体A的模型估计值要大于总体B;一元和二元地上生物量方程的平均预估误差均在3%以内,可应用于不同区域的杉木林生物量估计。
[期刊] 林业科学
[作者]
李亚藏 冯仲科
【目的】构建气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统,分析气候因子对马尾松各分项生物量的影响,为森林碳汇监测和森林可持续经营提供技术支撑。【方法】基于150株马尾松单木生物量数据,采用非线性联立方程组法构建气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统,各分项生物量(干材、干皮、树枝、树叶和地上总生物量)选用以直径和树高为自变量的二元生物量方程作为基础模型,利用一阶交叉验证法对所构建的生物量相容性方程系统进行评价。【结果】与传统未考虑气候因子的各分项生物量模型相比,气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统预测精度明显提高,且该生物量相容性方程系统可定量描述不同气候带亚区生物量的差异程度,保证干材、干皮、树枝和树叶与地上总生物量相容。【结论】气候敏感的马尾松生物量相容性方程系统能有效分析气候因子对各分项生物量的影响,可应用于其他树种的生物量预估。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
曾伟生1 姚顺彬2 肖前辉3
摘 要：以我国湿地松 154 株样木的生物量实测数据为基础，综合利用分段建模方法和非线性误差变量联立方程组方法，建立了与立木材积方程相容的地上生物量方程和生物量转换因子模型，以及与地上生物量方程相容的地下生物量方程和根茎比模型。结果表明：所建地上生物量方程的平均预估误差小于 5%，地下生物量方程的平均预估误差小于 10%，全树生物量估计的平均预估误差小于 3%，完全可满足森林生物量计量的精度要求，从而为我国湿地松林的生物量估计及碳汇能力评估提供了计量依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曾伟生 夏忠胜 朱松 罗洪章
在国家级森林资源监测中增加森林生物量估计已成为必然趋势,而所需建立的生物量方程应该考虑与立木材积方程的相容性。本文以贵州省人工杉木立木材积和地上生物量数据为例,通过利用度量误差模型方法,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:在胸径基础上再增加树高因子,对立木材积方程的估计效果有明显改进,而对地上生物量的估计效果则改进不大;对于一元生物量转换函数,转换因子随胸径的增加而减小;对于二元生物量转换函数,转换因子随胸径的增加而增大,但随树高的增加而减小。本文所建立的一元相容性方程,立木材积和地上生物量的预估精度分别达到97%和96%以上;而二元相容性方程,立木材积的预...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
靳晓东 姜立春
【目的】立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。【方法】利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。【结果】基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(2)>模型(12)>模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(12)>模型(2)>模型(1)。【结论】形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。
关键词：
樟子松 形率 异方差 材积 预测精度
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李际平 郭文清 曹小玉
以南方马尾松地上生物量数据为例,通过利用非线性度量误差模型方法,研究建立了地上生物量与树干、树冠的相容性联立方程组模型,并对模型的精度和适用性进行了检验。研究结果表明:方程最大平均绝对误差和方程最大平均相对误差均趋于无穷小,树干生物量Y1和树冠生物量Y2的确定系数分别为0.9502和0.8807,模型精度比较高,适用性较好。研究结果有助于为建立相容性立木生物量模型提供新方法。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
贺鹏 贺东北 陈振雄 肖前辉
【目的】无人机机载激光雷达能够准确地测定单木、林分乃至大尺度森林结构参数(树高和树冠因子)。为应用无人机激光雷达技术准确估测森林蓄积量、生物量和碳储量提供计量依据和技术支撑。【方法】以150株实测马尾松生物量样本数据为研究对象,采用非线性回归估计方法和度量误差联立方程组方法,分析立木材积和地上生物量与树高、树冠因子的相关性,并在此基础上研究建立基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型。【结果】单株材积和地上生物量与树高因子的相关性最为紧密,其次才是树冠因子;基于树高和冠幅因子的二元材积和地上生物量模型预估精度较高,达到92%以上,再考虑冠长因子的三元模型预估精度改进不大;基于树高和冠幅因子的二元立木材积与地上生物量相容模型估计效果更好,相对于一元相容模型系统而言,二元相容模型拟合效果有较大幅度提高,预估精度达到92%以上。【结论】采用度量误差联立方程组方法可以有效解决基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容问题,并且预估精度达到92%以上,所建二元立木材积与地上生物量相容模型可为应用激光雷达技术反演森林蓄积量和生物量提供计量依据。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈振雄 贺东北 肖前辉 周湘江
利用2011年采集的150株西藏天然冷杉数据,采用度量误差联立方程组方法同时进行整体建模和分段建模,分别建立了西藏冷杉一元、二元生物量与材积相容性模型,并分析对比两者拟合效果。结果表明:不论是一元、二元模型,采用整体建模方法都难以准确描述冷杉生物量、材积随胸径变化情况,导致径阶16 cm以下的林木立木材积和生物量估计值均小于实际值,径阶越小,偏差越大,其中4 cm径阶的预估偏差甚至达到了20%30%;而采用分段建模方法能有效解决上述有偏估计的问题,模型改进效果十分良好,各径阶均无系统偏差;分段建立的地上生
[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
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