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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
汤维 黄朗 杨浩 游文彪 朱光玉
【目的】研究立地因子对湖南杉木平均优势木胸径生长的影响，构建含立地随机效应的立地质量评价模型，以解决杉木立地质量评价的问题。【方法】基于湖南杉木人工林509块样地实测数据，在统计之林软件中使用数量化方法Ⅰ筛选出对杉木平均优势木胸径生长影响显著的立地因子，将立地因子按照标准分级、组合，构建初始立地类型；通过R语言拟合杉木人工林平均优势木胸径与年龄的相关关系，从4种基础生长模型中筛选出最优基础模型；应用K-means聚类将参数值相近的立地类型聚类成立地类型组，并将聚类后形成的立地类型组作为随机效应加入最优基础模型中，构建混合效应模型；通过导算，得到立地质量评价模型。【结果】1）对杉木平均优势木胸径产生显著影响的因子包括海拔、坡位、土壤类型和土壤厚度，影响程度从高到低的顺序为：坡位>土壤类型>土壤厚度>海拔。2)4个候选基础生长模型的拟合精度均较低（R~2=0.641 5～0.642 0），选取单分子式（Mitscherlich）(R~2=0.642 0)作为构建立地质量评价的基础模型。3）考虑立地效应对模型的影响，将不同立地因子及其组合作随机效应进行非线性混合效应模拟，确定系数R~2从0.641 5～0.642 0提高到0.664 2～0.825 8，拟合精度的高低与主导立地因子的显著性紧密相关，其中含立地类型的混合模型模拟精度最高（R~2=0.825 8）。4）以确定系数≥0.95为聚类精度标准将立地类型划分为10个立地类型组，含立地类型组的混合模型在便于应用的同时提高了建模的精度（R~2=0.840 9）。【结论】立地因子对杉木平均优势木胸径生长具有显著影响。同时，将立地因子作为随机效应加入混合模型中能够提高预测的准确性，更适合于多种立地类型下的立地质量评价。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
杨海宾 张茂震 丁丽霞 于晓辉
【目的】森林立地质量评价是指对立地的宜林性或潜在的生产力进行判断和预测,目的在于建立浙江省杉木Cunninghamia lanceolata人工林立地质量评价数量化理论模型。【方法】提出1个新的立地质量评价指标:最大胸径生长率指标。以最大胸径生长率指标为立地评价指标,以浙江省1994-2009年国家森林资源清查(NFI)数据为基础,从NFI复位样木时间序列数据中提取529个杉木人工林样地优势木最大胸径生长率;结合易于获取的纬度、海拔、坡位、坡向、坡度、土壤类型等立地因子,基于数量化理论Ⅰ方法,建立杉木人工林立地质量评价模型。【结果】模型统计检验值为14.723,模型复相关系数为0.606,达极显著水平,模型效果较理想。基于NFI的最大胸径生长率是立地质量评价的合适指标;坡向、坡位、土壤类型、坡度、纬度、海拔等立地因子对最大胸径生长率贡献依次减弱。【结论】基于NFI和数量化理论Ⅰ的浙江省杉木人工林立地质量评价模型总体指标合理,克服了传统立地质量评价对年龄的依赖,能有效利用NFI历史数据,适用于同龄林和异龄林;构建以最大胸径生长率为指标的立地质量评价模型,能对研究区立地质量进行有效评价,不仅可对现有杉木人工林生产力进行评价,也可以对无林地的生产潜力进行预测。图3表6参23
[期刊] 林业科学研究
[作者]
牛思圆 刘鹏举 雷相东 任怡 高影
[目的]基于我国森林资源连续清查（简称“连清”）样地数据，分省区研建全国杉木人工林平均木树高-胸径的最优基础模型，以期为全国各省区杉木人工林的树高预测提供基础模型。[方法]研究范围为杉木人工林分布的15个省份，数据来自第六次、第七次连清样地数据的树高调查表，总样本数为23 239个。选取18种基础生长方程作为候选模型，分别拟合各省区杉木平均木树高与胸径的关系，根据模型的决定系数（R2）、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差（MRE）、均方根误差(RMSE)和平均预估误差（MPE），并结合模型残差分布图，确定各省区最优模型，同时采用5折法验证各省区最优模型的预测能力，最终决定各省区最优树高-胸径模型。[结果]15个省区的杉木最优树高-胸径模型并不相同，四川、云南、重庆、陕西、浙江、江西、湖南、广西的最优模型为模型18(Mitscherlich方程)，江苏、安徽、河南和福建的最优模型为模型16(Hossfeld方程)，广东、湖北、贵州的最优模型分别为模型10（双曲线方程）、模型11(Logistic方程)和模型13(Gompertz方程)，R~2分布在0.602～0.807之间，MAE分布在0.94～1.53 m之间，MRE分布在-2.93%～-4.72%之间，RMSE分布在1.23～2.00 m之间，MPE分布在0.50%～2.77%之间。模型拟合效果较好，满足精度要求，且参数具有生物学意义，可作为全国各省区杉木人工林平均木树高-胸径基础模型。[结论]本研究构建全国杉木人工林分布的15个省区的最优树高-胸径基础模型，能较好的模拟各省区的杉木平均木树高随胸径的变化规律，可以作为全国各省区基本的杉木人工林平均木树高-胸径模型，为各省区杉木人工林的树高预测提供依据。
关键词：
连清样地数据 杉木 树高-胸径模型
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨子铎 李新建 朱光玉 刘洪娜
【目的】考虑湖南杉木人工林的立地条件、林分密度和林分年龄，基于混合效应构建最适宜的林分平均高与优势木平均高相关关系模型，为湖南杉木人工林的立地质量评价与可持续经营提供理论依据。【方法】以湖南省内设置的512块杉木样地数据为基础，基于基础线性模型，利用数量化方法Ⅰ、k-means聚类和线性混合效应回归建模方法，构建基于混合效应的湖南杉木林分平均高和优势木平均高相关关系模型。【结果】1）采用数量化方法Ⅰ筛选出坡位、坡形、土壤类型、土壤厚度、株数密度和土壤松紧度是对高比值（林分优势木平均高和林分平均高之比）影响显著的因子；2）构建线性混合效应模型可以显著提高建模精度，立地类型作为随机效应加在参数b上时确定系数最高，相对于基础线性模型，其确定系数从0.790 158提高到0.914 348。3）构建基于聚类的线性混合效应模型可以进一步提高建模精度，立地类型组作为随机效应加在参数b上时确定系数最高，确定系数达到了0.943 512 8，相对于基础线性模型，确定系数提高了19.41%，平均绝对误差降低了53.89%，均方根误差降低了48.11%;4）添加株数密度和林分年龄作为固定效应对模型精度提升不明显。【结论】林分密度和林分年龄对林分平均高与优势木平均高相关关系无显著影响；基于立地效应的混合模型可以反映平均高与优势木平均高相关关系变化的整体趋势，也可以体现立地条件差异对两者相关关系的影响，模型精度更高，适用性更好。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
夏洪涛 郭晓斌 张珍 田相林 郭福涛 孙帅超
【目的】基于不同立地质量评价指标，构建杉木大径材林分的树高-胸径模型，评价包含不同立地质量评价指标模型的拟合及预测效果，为大径材林分下的杉木生长预测和经营措施制定提供参考。【方法】以福建省上杭白砂国有林场的大径材杉木人工林为研究对象，选取7个具有代表性的树高-胸径模型，从中筛选出拟合效果最优的模型作为树高-胸径基础模型，在基础模型中分别加入优势高、地位级、地位指数和立地形4个不同立地质量评价指标，并引入样地效应构建非线性混合效应模型，通过交叉检验对不同模型的预测效果进行评价。【结果】在7个树高-胸径候选模型中，选定Richards模型作为杉木大径材林分的树高-胸径基础模型，在基础模型中引入不同立地质量评价指标均可有效提高模型的拟合及检验精度，其中加入优势高的模型表现效果最好。添加样地随机效应后，所有模型的拟合和检验精度均获得了提升，且包含不同立地质量评价指标模型的排序没有变化。其中，以优势高为立地质量评价指标的混合效应模型预测精度最高。最优模型各径级的残差比基础模型更小、更稳定，无偏性更好。【结论】与传统回归方法建立的基础模型相比，加入立地变量和随机效应的树高-胸径模型能更好地描述大径材杉木树高与胸径之间的关系。优势高的表现优于其他立地质量评价指标，立地形与地位指数的效果接近，二者均可以作为杉木大径材林分中地位指数的替代指标。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
何静 朱光玉 张学余 王忠诚 刘洪娜 屠维亚
【目的】天然林生长模型一直是国内外林业研究的难点,单木生长模型是林木生长与收获模型的重要组成部分,林分平均木生长过程模拟是单木生长模型乃至林分生长模型的研究基础,密度和立地是影响其生长的重要因素。因此,探讨与构建反应密度和立地差异的栎类天然林胸径生长模型,能客观地反应其生长规律,为林分预估和提高林分质量提供理论支持。【方法】以湖南栎类天然林样地数据为基础,以林分平均木胸径为研究对象,基于树木理论生长方程,利用数量化方法Ⅰ和非线性混合效应回归建模方法,构建含林分密度和立地效应的栎类林分平均木胸径生长模型。【结果】1)利用评价指标(确定系数R2、平均绝对误差MAE及均方根误差RMSE),从4个基础模型中选定Logistic为林分胸径生长的最优基础模型,确定系数R2为0.338 97;2)采用数量化方法Ⅰ筛选出海拔、坡度、坡向和株数密度是对林分胸径生长影响显著的因子;3)将海拔、坡度、坡向分级并组成基本立地类型组合,将株数密度和立地类型组合作为混合效应加入到基础模型中构成非线性混合效应模型,模型确定系数由0.338 97提升到了0.930 16。【结论】胸径的生长既受林分密度的影响,又与立地条件有关,不同的株数密度和立地条件对林分平均木胸径生长的影响很大。林分的密度与胸径呈现负相关,密度越小,林分平均木胸径越大;林分的立地条件越好,林分平均木的胸径越大。考虑株数密度和立地类型效应的生长模型可以有效解决栎类天然林林分密度和立地类型差异对胸径预估的影响。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
龚宇浩 孙益群 董晨 胡彦蓉 高威芳
【目的】研究浙西南杉木Cunninghamia lanceolata人工林立地质量，探究影响人工林立地质量的主要因素，为杉木人工林经营提供理论依据。【方法】以浙江省庆元县杉木人工林为研究对象，采用解析木数据，利用广义代数差分法，构建了杉木人工林地位指数模型，以此为因变量，使用随机森林算法从二类杉木小班数据中筛选出影响杉木林地位指数的主导因子，在此基础上，通过地位指数得分值确定立地质量等级，对庆元县杉木小班进行立地分类与立地质量评价。【结果】以Richards为基础构建的广义代数差分方程最符合庆元县杉木人工林的生长过程，其决定系数(R~2)为0.969，均方根误差(E_(RMS))为1.778，平均绝对误差(E_(MA))为0.400，且模型的多形曲线符合杉木林生长的生理学意义。通过随机森林的因子选择得出：影响杉木人工林地位指数的主要立地因子有地貌、腐殖质厚度、土层厚度，与传统的偏相关系数法相比，基于随机森林的因子选择具有更大的贡献度和更合理的因子非线性关系解释性。结合小班数据，以地貌、腐殖质厚度、土层厚度等3个立地因子将小班划分为17个立地类型，通过计算得分可知研究区立地质量处于中等及以上。【结论】基于广义代数差分法的地位指数模型适用于浙西南杉木人工林，与基于置换的因子选择方法筛选出的主导因子相结合能够对立地质量进行有效评价。图4表4参27
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
董晨 吴保国 张瀚
为了研究杉木生长与形态变量的关系，提高模型预估精度，本文根据福建省６５块不同密度、林龄分布于６～３５年的杉木人工林样地测量数据，选用了ＲｉｃｈａＲｄｓ理论方程，分别构建了杉木胸径和树高生长模型。在此基础上，分析理论方程中参数与冠幅（ｃＷ）的关系，建立两者间的关系函数；使用参数预估法构造胸径和树高的参数化预估模型，并对原模型和参数化模型进行模型检验、残差分析，讨论了冠幅与林木生长之间的关系。结果表明：胸径和树高ＲｉｃｈａＲｄｓ方程中，参数ａ与ｃＷ呈正比，参数ｂ与ｃＷ呈反比，ｃ则与ｃＷ呈现出类似正态分布的关系；与传统的理论方程相比，参数化模型提高了杉木胸径树高预估的精度。本文所构建的模型能间接反映．．．
[期刊] 林业科学
[作者]
鲁乐乐 王震 张雄清 张建国
【目的】探索杉木人工林单木胸径生长量变化的驱动因子,比较不同驱动因子的重要性,构建不确定性单木胸径生长模型,为杉木经营管理者科学经营管理杉木人工林提供参考。【方法】以福建省邵武市卫闽林场杉木密度试验林为研究对象,采用贝叶斯模型平均法(BMA)和逐步回归法(SR)分析杉木单木胸径生长量与内部因子(林分变量因子)和气候因子的关系,构建杉木单木胸径生长模型。【结果】杉木单木胸径年均生长量受气候因子影响较小,主要受竞争因子和单木大小因子影响。单木胸径生长量随林分密度、林分平方平均胸径、大于对象木的断面积和、年龄、冬季平均最低温度增加而减小,随期初胸径、胸高断面积、优势木平均高、最冷月平均温度、最热月平均温度、年均降雨量增加而增加。基于SR获得模型的后验概率小于BMA获得最佳模型(最高后验概率)或SR模型不在BMA模型空间前几个后验概率高的模型中。【结论】杉木单木胸径生长量随竞争增加而减小,随温度和降雨增加而增加。贝叶斯模型平均法考虑所有可能变量的组合,能够反映出模型的不确定性。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李春明
以江西省杉木人工林4次调查数据为例,建立单木胸径生长量随机截距效应混合模型,分别考虑样地层次、区域层次及多层次的随机截距效应,并在考虑多层次效应时考虑了存在的异方差和自相关问题,最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明:林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响;与林业中常用的传统最小二乘法相比,采用混合效应模型方法后模型的模拟效果和验证精度均有提高;选择适合的异方差和自相关函数后,模拟结果比只考虑随机截距效应有更好的适应性;实际应用中考虑多层效应要比单层效应模拟效果好。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
车少辉 张建国 段爱国 童书振
【目的】探索神经网络技术对杉木人工林胸径生长的模拟和预测能力,以寻求最优模型。【方法】以江西大岗山杉木人工林为研究对象,依据林木生长理论,用林龄(A)、立地指数(SI)和初植密度(N)3个因子构建平均胸径生长BP模型;通过定量和定性分析相结合的方法对模型选优,并将最佳模型与拓展的Richards模型比较;最后将优化模型应用于未参与建模的样地。【结果】最佳BP模型为Levenberg-Marquardt算法3∶5∶1结构模型(LM351),R2=0.984,MSE=0.196;拓展的Richards模型R2=0.964,MSE=0.433。LM351模型经校正后,适合预测福建邵武杉木人工林胸径生...
关键词：
杉木 人工林 胸径生长模型 BP神经网络
[期刊] 林业科学
[作者]
符利勇 张会儒 唐守正
从理论上介绍一阶线性化算法和一阶条件期望线性化算法求解非线性混合效应模型参数,并利用这2种算法分别对杉木优势木平均高进行拟合(选用常用的Logistic模型作为基础模型,把区组作为随机效应因子)。结果表明:2种算法对杉木优势木平均高进行拟合时精度都很高。通过对2种线性化算法进一步比较可得,在分析单木水平非线性混合效应优势木平均高模型时,2种算法拟合效果非常接近,因此在实际应用中可以选择其中任意一种算法对杉木优势木平均高进行拟合。
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
郑勇平 劳勤 余国信 宋志强 贺汉良
通过杉木生长截段与地位指数相关性的回归分析，证明生长截段法作为浙江省杉木人工中幼林的立地质量评价手段是切实可行的。生长截段法有助于解决浙江省大面积杉木中幼龄林的立地评价难题。研究结果表明，采用起测高度为胸高上方第２轮枝以上的５个完整节间长度作为杉木立地质量评价指标，精度最高。为实际应用，文中还编制了用这种生长截段间接或直接进行立地质量评价的数表，建立了数量化生长截段回归模型及得分表。
关键词：
杉木 森林生境 质量评价 生长截段
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
孟宪宇 张弘
根据福建省３２块杉木人工林临时标准地和固定标准地资料，采用生长量修正法和Ｒｉｃｈａｒｄｓ生长方程建立了单木潜在直径生长函数和单木直径生长修正函数。选择相对直径（ＲＤ。）和相对植距（ＲＳ）分别作为竞争指标和密度指标，建立直径生长模型。依据树高和直径的关系，引入反映立地质量的优势高为自变量，建立了树高生长模型，为了提高树高拟合效果，对树高残差值分布进行了分析，树高残差遵从正态分布。
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