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[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]
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] 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] 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] 林业科学研究
[作者]
李春明
以江西省大岗山实验局不同初植密度的杉木林为研究对象,选择修改的Richards模型形式,考虑样地效应,采用SAS软件进行非线性混合效应模型的模拟,利用AIC和BIC值评价模型模拟效果。在此基础上考虑优势木平均高连续观测数据的时间序列相关性,并把初植密度以哑变量形式考虑进去,再进行混合模型的模拟。最后,利用验证数据对混合模型方法与传统的非线性回归模拟方法进行精度比较。研究结果表明,修改的Richards形式的优势木平均高与林龄关系的非线性混合效应模型,其估计精度比传统的回归模型估计精度明显提高,增加随机效应参数个数能够提高模型的估计精度。一阶自回归误差结构矩阵模型在解释优势木平均高的时间序列相关...
[期刊] 林业科学
[作者]
李春明 张会儒
介绍国内外利用非线性混合效应模型方法模拟林分优势木平均高的研究进展情况。以江西省大岗山实验局不同初植密度的人工杉木为研究对象,考虑初植密度的随机效应,选择常用的Richards和Logistic形式,通过变换混合效应参数个数来构造优势木平均高和林龄关系的非线性混合效应模型。采用确定系数、均方误差和平均绝对残差等模型评价指标对不同模型的精度进行比较分析。结果表明:无论是Richards形式还是Logistic形式的优势木平均高与林龄关系的非线性混合效应模型,其估计精度比传统的回归模型估计精度明显提高;但是增加随机效应参数个数并不一定绝对提高模型的估计精度,相反估计精度有可能下降。以(4)式为基础...
[期刊] 林业科学
[作者]
李春明
建立江西杉木人工林基于非线性混合效应方法的林分优势木平均高和断面积模型以及基于对数形式线性混合效应蓄积模型的联立方程组,利用验证数据与传统模型回归方法的模拟结果进行比较分析。结果表明,优势木平均高是联立方程组最基本的组成部分。通过考虑优势木平均高和林分断面积模型中参数的随机效应以及3个因变量间的相关性,则蓄积模型中参数的随机效应可以忽略。优势木平均高决定着林分断面积预测的准确性,而优势木平均高和林分断面积又是预测蓄积的主要误差来源。基于混合效应模型方法的模拟结果明显好于传统回归估计方法。进行预测时,通过解释联立方程组中因变量相互间的相关性,利用已被观测的变量能够提高未观测变量的估计精度。
关键词：
联立方程组 全林蓄积 混合效应模型 预测
[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] 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。
[期刊] 林业科学
[作者]
张雄清 张建国 段爱国
以江西杉木密度试验林为例,分别基于贝叶斯法和传统法(非线性最小二乘法)估计杉木人工林树高生长模型,并在贝叶斯法中考虑无信息先验分布和有信息先验分布。结果表明:利用贝叶斯法估计杉木人工林树高生长模型,预测值的可靠性比传统法好,而且基于有信息先验分布估计杉木人工林树高生长模型要略好于无信息先验分布。这是因为利用生长模型预测杉木人工林树高生长存在着一定的不确定性,使得利用传统的估计方法分析杉木人工林生长模型稳定性比较低,可靠性也相对较差。贝叶斯法综合利用了先验信息和样本信息,而传统法仅利用了样本信息,而且贝叶斯法把模型参数看作是随机变量,更能反映杉木人工林树高生长的本质,预测杉木人工林树高的可靠性更...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王宝莹 梁瑞婷 谢运鸿 邱思玉 孙玉军
【目的】探索树高-胸径模型构建新方法，将分位数回归与非线性混合效应法相结合应用于树高-胸径模型构建，以此提高模型的拟合精度。【方法】利用2018年福建省将乐国有林场30 m×30 m固定样地1 306株杉木的实测树高、胸径数据，从4个树高-胸径模型中筛选拟合效果最好的为基础模型，基于基础模型分别采用非线性混合效应、分位数回归以及非线性分位数混合效应构建树高-胸径模型。采用评价指标均方根误差（RMSE）、调整后决定系数（Ra~2_(dj)）和均方差（MSE），对各模型的拟合结果进行评价比较，采用赤池信息准则（AIC）、贝叶斯信息准则（BIC）以及对数似然函数值（Loglik）比较各最优模型的拟合精度和预测精度。【结果】根据评价指标对比显示，Logistic模型为基础模型。非线性混合效应模型的拟合效果最优（AIC为3 953.986,BIC为3 988.199,Loglik为-1 969.993），非线性分位数混合效应模型（AIC为3 979.418,BIC为4 028.293,Loglik为-1 979.709）次之。模型拟合效果排序为非线性混合效应模型>非线性分位数混合效应模型>基础模型>分位数回归模型。比较各模型的残差图可知各模型均不存在异方差现象，预测效果排序为非线性混合效应模型>非线性分位数混合效应模型>基础模型>分位数回归模型。【结论】本研究将分位数回归与非线性混合效应法相结合，该方法对分组数据结构中不同分位点个体间的差异与关联做出解释，提高了模型的稳定性以及拟合精度，将该方法应用到树高-胸径关系的研究上是一个可行的思路，为构建树高-胸径模型提供新方法。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王明初 孙玉军
基于福建省将乐县国有林场15块标准地的30株杉木Cunninghamia lanceolata标准木的解析数据,首先对5个生长方程运用非线性最小二乘法进行拟合,选出拟合效果最好的模型作为基础模型,利用解析木数据构建非线性混合效应树高生长模型。以单株树木作为随机效应,通过变换混合效应参数个数,利用R软件选择赤池信息准则(AIC),贝叶斯信息准则(BIC)最小,对数似然函数(Loglik)值最大的混合效应模型作为最优模型,基于混合效应模型研究经验线性无偏最优预测法(EBLUP)预测树高生长过程的特点。结果表明
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张瑛 徐庆 高德强 隋明浈 张蓓蓓 任冉冉 左海军 汪思龙
[目的 ]以我国亚热带不同林分类型杉木人工林为研究对象,分析比较其凋落物层生态水文效应的差异,为杉木人工林林下生态管理和生态系统服务评估提供科学依据。[方法 ]采用野外调查和室内浸提试验相结合的方法,对湖南会同3种不同类型杉木人工林(杉木纯林、杉木-樟树混交林、杉木-桤木混交林)的各分解层凋落物储量、吸持水特性以及有效拦蓄能力进行测定分析。[结果 ](1)不同林分类型杉木人工林凋落物现存量在7.94～8.88 t·hm~(-2),杉木-桤木混交林>杉木-樟树混交林>杉木纯林,半分解层现存量占总现存量的比例高于未分解层;(2)杉木人工林凋落物在浸水0～4 h内吸水速率增加较快,4～10 h内持水量增加速率减缓,并逐渐趋于饱和;最大持水率和最大持水量表现为半分解层大于未分解层,针阔混交林各分解层凋落物最大持水率和最大持水量高于杉木纯林;(3)3种类型杉木人工林最大拦蓄率变化范围为152.33%～229.55%,最大拦蓄量和有效拦蓄量分别在12.62～17.94 t·hm~(-2)和10.26～14.75 t·hm~(-2),且均为杉木-樟树混交林和杉木-桤木混交林显著高于杉木纯林(P
关键词：
杉木 混交林 纯林 凋落物 水文功能
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张瑛 徐庆 高德强 隋明浈 张蓓蓓 任冉冉 左海军 汪思龙
[目的 ]以我国亚热带不同林分类型杉木人工林为研究对象,分析比较其凋落物层生态水文效应的差异,为杉木人工林林下生态管理和生态系统服务评估提供科学依据。[方法 ]采用野外调查和室内浸提试验相结合的方法,对湖南会同3种不同类型杉木人工林(杉木纯林、杉木-樟树混交林、杉木-桤木混交林)的各分解层凋落物储量、吸持水特性以及有效拦蓄能力进行测定分析。[结果 ](1)不同林分类型杉木人工林凋落物现存量在7.94～8.88 t·hm~(-2),杉木-桤木混交林>杉木-樟树混交林>杉木纯林,半分解层现存量占总现存量的比例高于未分解层;(2)杉木人工林凋落物在浸水0～4 h内吸水速率增加较快,4～10 h内持水量增加速率减缓,并逐渐趋于饱和;最大持水率和最大持水量表现为半分解层大于未分解层,针阔混交林各分解层凋落物最大持水率和最大持水量高于杉木纯林;(3)3种类型杉木人工林最大拦蓄率变化范围为152.33%～229.55%,最大拦蓄量和有效拦蓄量分别在12.62～17.94 t·hm~(-2)和10.26～14.75 t·hm~(-2),且均为杉木-樟树混交林和杉木-桤木混交林显著高于杉木纯林(P
关键词：
杉木 混交林 纯林 凋落物 水文功能
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