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[期刊] 林业科学研究
[作者]
潘磊 王轶夫 孙钊 乔晶晶 邱思玉 孙玉军
[目的]为了解长白落叶松单木叶生物量与径向生长之间的关系。[方法]以小兴安岭地区长白落叶松为研究对象，结合管道模型理论，研究单木个体水平和单木内不同方位区间水平上的叶生物量与径向生长的关系，分析树冠分布与径向生长之间的相关性。[结果]叶生物量与胸高处和枝下高处树干直径、断面积、边材面积，近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关，使用胸高断面积作为预测因子的叶生物量模型拟合效果最好。单木株内不同方位区域的叶生物量与对应的胸径处和枝下高处的树干半径、断面积，近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关。[结论]估测单株叶生物量时，使用胸高断面积作为预测因子的预测精度最高。株内不同方位叶生物量与对应方位的树干半径、断面积及断面积生长量均呈显著正相关，树冠偏冠与髓心偏心具有一定的相关性。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
姜鹏 董树国 隋玉龙 王骄洋 王桂真
本文以北沟林场华北落叶松为研究对象,利用统计学软件SPSS来拟合生物量模型,通过60株解析木的测量数据建立各器官的模型系统。模型系统共包括4部分,分别是:总量生物量模型、树干生物量模型、树枝生物量模型和树叶生物量模型。结果表明:建立的华北落叶松各器官生物量模型预估精度达到98%以上。筛选出总量及各部分生物量模型分别是:总生物量W总=-0.300+0.025D2H,树干生物量W干=-0.536+0.017D2H,树枝生物量W枝=0.054+0.006D2H,树叶生物量W叶=0.182+0.002D2H。各器官生物量残差的散点呈均匀分布,残差分布直方图分布近似正态,证明数学模型具有统计学上的意义。
关键词：
华北落叶松 生物量 模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
徐奇刚 雷相东 国红 李海奎 李玉堂
【目的】神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一类清查固定样地的917组数据,分别建立了基于传统的对数转化后线性模型和神经网络多层感知机的地上生物量和总生物量模型。使用AIC、决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RMSEr)和平均绝对误差(MAE)来评价模型。【结果】估计精度最高的模型是输入单元为林分平均胸径(D)-平均高(H)-林分密度指数(S)-海拔(HB)-坡向(PX)-坡位(PW)、2个隐藏层、隐单元数为40-20的神经网络模型,与传统对数转换线性回归模型相比,地上生物量和总生物量模型的调整决定系数(Adj.R~2)分别从0.902 1提高到了0.914 1,从0.897 9提高到了0.908 9;RMSEr分别从6.330 5%降低到了5.992 2%,从6.490 1%降低到了6.153 6%。包含立地因子的神经网络模型比未包含立地因子的神经网络模型估计精度略有提升,地上生物量与总生物量的Adj.R~2分别提高了0.88%和0.99%,RMSEr分别降低了5.33%和5.46%。【结论】多层感知机生物量模型的估计精度比传统回归模型略有提高,但它可以避免模型选型和违背传统统计假设的处理等问题,且能够一次性计算地上生物量和总生物量模型,有一定优势。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
洪奕丰 陈东升 申佳朋 孙晓梅 张守攻
[目的]构建落叶松人工林单木和林分水平的相容性生物量模型,使之既在数据采集区域内能够表征不同水平下的差异程度,又具有较强的通用性。[方法]基于64株长白落叶松人工林样木生物量实测数据和40个每木检尺样地数据,在考虑和未考虑林龄2种情形下,利用哑变量和非线性似然无关回归方法相结合,构建单木和林分水平的一元相容性生物量模型。[结果]表明:(1)地上及全株生物量模型单木水平下的R～均大于0.95,林分水平下的R～均大于0.78,(2)利用哑变量考虑林龄因素后,单木水平下各评价指标总体稳定,参数b值范围从0.905 5～2.512 5减小为1.047 0～2.202 8。林分水平下R~2提升0.201 9,参数b值范围从0.071 1～1.560 7减小为0.781 1～1.055 1;且具有更小的TRE、MPE和MSE。(3)利用对数转换的线性回归模型,全株及各组分生物量模型残差的分布趋势均平行于横轴。[结论]非线性似然无关回归和哑变量相结合的方法灵活、建模过程简单、模型稳定性好,适用于不同因素下落叶松人工林相容性生物量模型构建。林龄因素对林分模型拟合效果的改善更显著,在建模过程中,单木模型可以不考虑林龄的影响,而林分模型需要考虑林龄的影响。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姚丹丹 雷相东 张则路
贝叶斯统计推断是基于总体信息、样本信息和先验信息的一种统计推断方法,并已成为森林生长模型中的一种重要方法。本文以长白落叶松人工林为对象,基于1 687对林分优势高与年龄数据,利用Richards生长方程构建基于贝叶斯法和经典概率统计法的林分优势高生长模型,探讨贝叶斯统计法拟合小样本量数据的稳定性。分别基于全部样本,以及随机抽取的10%、5%和2%样本,利用经典概率统计法(非线性最小二乘法)、无先验信息的贝叶斯统计法和有先验信息的贝叶斯统计法进行参数估计,分析模型表现和参数分布。模型评价指标包括均方根误差(RMSE)、贝叶斯统计常用的DIC统计值以及参数的可信区间。结果表明:基于小样本的贝叶斯统...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
何潇 周超凡 雷相东 李海奎
【目的】目前关于林分碳储量随年龄动态变化的模型研究较少,本研究通过建立林分水平的碳储量生长模型系,为区域尺度的森林碳储量动态预估提供方法。【方法】以吉林省长白落叶松人工林为对象,使用立地质量分级算法将所有样地划分为3个立地等级,并将其作为哑变量引入模型系中,使用联立方程组的方法将林分平均高、断面积生长模型和林分碳储量模型3个方程进行联合估计,建立林分碳储量生长模型系。采用调整确定系数(R_(adj)~2)、估计值的标准误(SEE)和平均预估误差(MPE)来评价模型的表现,分析不同立地等级和林分密度指数(SDI)下林分碳储量的生长过程,及林分断面积和平均高对林分碳储量的影响。【结果】(1)林分碳储量生长模型系中林分平均高生长模型、林分断面积生长模型和林分碳储量模型的R_(adj)~2分别为0.879、0.977和0.953,MPE均 1 500株/hm~2时,在40年以后的林分密度对碳储量生长过程基本无影响;林分密度指数控制在1 500～2 000株/hm~2时可实现较快的碳储量生长。(4)林分碳储量随林分断面积和平均高的增加而增加,林分断面积与林分碳储量的关系更为密切。【结论】林分碳储量的生长和立地等级、林分平均年龄、密度、断面积、平均高等因子有密切联系,采用联立方程组方法是建立林分碳储量生长模型系的有效方法。本研究建立的林分碳储量生长模型系可以对林分碳储量动态进行有效预测,为了解林分碳储量的生长过程和森林碳汇评估提供了工具。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
孙晓梅 李凤日 张阳武
根据黑龙江省孟家岗林场、江山娇林场的固定标准地及吉林省松江河地区的团状枝解析样地调查数据，基于Ｋｏｒｆ生长方程，导出了落叶松人工林分自然稀疏模型和断面积生长模型，以此为核心构造了满足相容性原则的树高曲线动态预估模型、林分收获预估模型落叶松人工林生长模型系统。用由这４个模型构成的模型系统可模拟不同林分的平均胸径、每公顷株数、林分断面积及林分蓄积的生长过程，并与实际林分很接近。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
胡晓龙
分析了理查德、逻辑斯蒂、单分子及冈珀斯生长方程之间的关系,以理查德方程为基础,研究了其它各方程的特点及性质。运用辽宁省长白落叶松林分观测数据,模拟了Richards等生长方程的林分断面积生长过程,以林分立地指数,疏密度为因变量,建立了多形长白落叶松林分断面积生长曲线模型。通过预测分析表明,Richards生长方程具有适应性强、精度高等特点。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
何潇 徐奇刚 雷相东
[目的 ]建立林分生物量模型,分析不同因子对林分生物量的影响,为区域尺度生物量的估算提供模型和依据。[方法 ]以东北和华北地区7个省份的落叶松人工林为研究对象,利用第8次一类清查固定样地数据,采用普通最小二乘方法和稳健回归方法建立林分生物量模型。采用主成分分析和相关分析法筛选气候变量,建立气候敏感的林分生物量模型(包括地上生物量A_(GB)和总生物量T_(GB))。使用决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和相对均方根误差(rRMSE)评价模型。将各因子的解释率分解为独立解释和共变部分,量化不同因子的解释率。[结果 ](1)最优基础模型形式为变量直接引入,最优A_(GB)和T_(GB)模型R~2分别为0.967、0.953,地上部分的大于总量。普通最小二乘回归和稳健回归结果类似,稳健回归稍优于普通最小二乘回归,基于稳健回归的最优A_(GB)模型的RMSE、rRMSE要比对应的普通最小二乘回归模型分别低0.046 t·hm~(-2)、0.085%,对于T_(GB)则分别低0.059 t·hm~(-2)、0.081%。(2)A_(GB)和T_(GB)与湿热指数(AHM)相关系数较大,分别为-0.350和-0.363,气候敏感的林分生物量模型进一步提升了的模型预测效果,A_(GB)的R~2提高了0.41%,而RMSE和r RMSE降低了6.85%;T_(GB)的R~2提高了0.63%,误差统计量降低了6.79%。(3)A_(GB)和T_(GB)的林分因子独立解释分别为87.37%、82.32%,气候因子独立解释分别为0.40%、0.60%,共变部分分别为9.33%、9.98%,林分因子的解释率远大于气候因子,共变部分较大。[结论 ]当林分生物量模型的建模数据质量较高时,稳健回归和普通最小二乘回归建立的模型差异不大,但气候因子对林分生物量具有显著影响,需要建立气候敏感的林分生物量模型进行生物量估计。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
黄兴召 孙晓梅 张守攻 陈东升
基于60株辽东山区日本落叶松样木生物量的实测数据,分析不同林龄条件下立木各部分生物量的变化情况,并应用度量误差方法建立立木相容性生物量模型。结果表明:树叶、树枝、树皮生物量占总生物量的比值随林龄增长呈下降趋势,干材占总生物量的比值随林龄增长呈上升趋势。在筛选出总生物量与各分量最优独立模型的基础上,应用三级控制的方法建立生物量相容性模型,并采用加权回归方法消除总量和各分量模型的异方差。建立的总量、地上部分、树干、干材、树皮生物量模型,其R2均大于0.9;树根、树冠、树叶和树枝生物量的R2略低,介于0.7 0.9之间。通过独立样本对模型的相容性和预测精度进行检验,各分量预测值所占总生物量的百分比之...
关键词：
日本落叶松 生物量 度量误差模型 相容性
[期刊] 林业科学研究
[作者]
何潇 徐奇刚 雷相东
[目的 ]建立林分生物量模型,分析不同因子对林分生物量的影响,为区域尺度生物量的估算提供模型和依据。[方法 ]以东北和华北地区7个省份的落叶松人工林为研究对象,利用第8次一类清查固定样地数据,采用普通最小二乘方法和稳健回归方法建立林分生物量模型。采用主成分分析和相关分析法筛选气候变量,建立气候敏感的林分生物量模型(包括地上生物量A_(GB)和总生物量T_(GB))。使用决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和相对均方根误差(rRMSE)评价模型。将各因子的解释率分解为独立解释和共变部分,量化不同因子的解释率。[结果 ](1)最优基础模型形式为变量直接引入,最优A_(GB)和T_(GB)模型R~2分别为0.967、0.953,地上部分的大于总量。普通最小二乘回归和稳健回归结果类似,稳健回归稍优于普通最小二乘回归,基于稳健回归的最优A_(GB)模型的RMSE、rRMSE要比对应的普通最小二乘回归模型分别低0.046 t·hm~(-2)、0.085%,对于T_(GB)则分别低0.059 t·hm~(-2)、0.081%。(2)A_(GB)和T_(GB)与湿热指数(AHM)相关系数较大,分别为-0.350和-0.363,气候敏感的林分生物量模型进一步提升了的模型预测效果,A_(GB)的R~2提高了0.41%,而RMSE和r RMSE降低了6.85%;T_(GB)的R~2提高了0.63%,误差统计量降低了6.79%。(3)A_(GB)和T_(GB)的林分因子独立解释分别为87.37%、82.32%,气候因子独立解释分别为0.40%、0.60%,共变部分分别为9.33%、9.98%,林分因子的解释率远大于气候因子,共变部分较大。[结论 ]当林分生物量模型的建模数据质量较高时,稳健回归和普通最小二乘回归建立的模型差异不大,但气候因子对林分生物量具有显著影响,需要建立气候敏感的林分生物量模型进行生物量估计。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
解雅麟 雷相东 王海燕 秦倩倩 李翔
[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场40株10～40年生长白落叶松的健康针叶为研究对象,建立叶面积回归模型并估计其比叶面积。[方法]通过WinSEEDLE种子和针叶图像分析系统获取长白落叶松50束共150针的针叶面积、长度、宽度以及周长,再分别烘干至恒质量获得叶片干质量。建立以叶长L、叶宽W、叶周长P和叶片干质量X为自变量,叶面积LA为因变量的一元、二元和三元线性、指数和幂函数回归模型,并用平均误差、总体相对误差、平均系统误差、平均预估误差和均方根误差等统计量来评价模型误差和拟合优度。采用算术平均法、比估计法和最小二乘法计算比叶面积,并对3种方法的方差进行比较,获取最优估算值。[结果]一元、二元和三元模型均以指数函数最佳,模型分别为LA=5.929 e~(1.313W)(R~2=0.858),LA=6.194 e~((0.023L+0.637W))(R~2=0.936)和LA=6.445 e~((0.021L+0.598W+18.067X))(R~2=0.941)。[结论]算术平均法获取的比叶面积的精度最高,该方法得到的长白落叶松的比叶面积为8.026 m~2·kg~(-1)。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
范慧涛 陈立标 陈忠震 谷建才
为探索冀北山地油松与落叶松径向生长与气象因子的关系,选取承德围场地区立地条件相似的油松与落叶松2个样本作为研究对象,研究二者的生长规律,并结合该地区降水与气温2个主要气象因子,研究气象因子对油松、落叶松径向生长的影响。结果表明:1)冀北山地油松、落叶松2个树种生长与气温和降水都有较为显著的相关性,其中2、3月份的气温与油松径向生长呈显著正相关,而6月份则呈显著负相关;2)上年12月份的降水与其显著负相关,当年6月的降水与其显著正相关;3)落叶松方面,2、5、6月这3个月份的气温与落叶松径向生长呈显著负相关,上一年11月、当年的3、8、9月的气温与落叶松径向生长呈正相关,但不显著;4)该地区降水与落叶松径向生长总体呈正相关,其中3、5、6、7月份的降水与落叶松径向生长呈显著正相关;5)松径向生长与上一年12月份至当年4月份的气温总体呈正相关,与5—10月份的气温整体呈负相关,与上一年10—12月份的降水呈负相关,与当年4—10月份降水呈正相关;6)落叶松对气象因子响应程度略大于油松,落叶松与降水因子整体呈正相关,与气温呈负相关,说明该区域内气温是落叶松径向生长的限制因素。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
宋思远 荆雪慧 王轶夫
【目的】通过对长白落叶松年轮特征进行分析，以探究径向生长的周向异质性及其影响因素，以及不同高度年轮宽度各向变异特征的差异性，为长白落叶松的经营管理提供理论依据。【方法】采用Wilcoxon符号秩检验方法对黑龙江省朗乡东折棱河林场的18株长白落叶松相对年轮宽度随树龄的变化进行检验，通过比较不同高度的相对年轮宽度变异系数，分析不同高度的年轮宽度变异特征的差异。借助加权Voronoi图计算树木各向生存半径，分析其与树木年轮宽度变异特征的关系。利用单因素方差分析和描述性统计方法，分析光照和树龄与径向生长的周向异质性的关系。【结果】（1）人工长白落叶松5年定期平均年轮宽度和累积平均年轮宽度随树龄的增长在各方向上的差异特征没有显著变化。（2）7株样木的累积年轮宽度变异系数与横断面相对高度呈极显著或显著负相关，12株样木的近5年平均生长量在各方向上的变异系数与断面相对高度呈极显著或显著负相关。（3）胸高断面径向生长周向变异特征与光照强弱方位特征之间没有显著关系；成熟样木的年轮宽度各向变异系数的平均值最高；大部分样木胸高断面各向相对年轮宽度（近5年平均生长量）与各向生存半径之间呈显著相关性。【结论】（1）同一高度不同树龄的年轮宽度在各个方向上不存在显著差异，径向生长周向差异程度随横断面高度的增加而减弱。（2）竞争对年轮宽度变异特征有显著影响。树木生存半径越大，竞争能力越强，此方向的年轮宽度越大；不同树龄中，成熟林的径向生长周向差异最大。
关键词：
径向生长 周向变异 竞争 长白落叶松
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
申家朋 陈东升 孙晓梅 张守攻
精确地估算林木生物量对于了解大尺度森林生物量、碳储量及其动态变化具有重要意义。以甘肃省、湖北省、辽宁省3个区域共计161株日本落叶松Larix kaempferi单木各器官组分(树干、树皮、树叶、树枝、树根)生物量数据为例,基于似乎不相关回归和哑变量的方法,建立了适合不同区域、不同器官组分的日本落叶松单木通用性生物量方程。结果表明:与普通模型相比,构建的3个哑变量生物量通用模型不仅解决了不同器官组分的相容性,还提高了生物量估测精度,复相关系数增加了0.28%～0.44%,均方根误差减少了0.40%～6.61%,绝对偏差减少了1.63%～6.61%。单独引入1个哑变量时,区域哑变量构建的生物量通用模型预估精度高于发育阶段作为哑变量构建的生物量通用模型;而同时引入2个哑变量时,预估精度分别高于单独引入1个哑变量的生物量通用模型,表明同时考虑区域和发育阶段构建的日本落叶松生物量模型为最佳模型。因此,考虑将区域和发育阶段同时作为哑变量并应用似乎不相关法来构建单木生物量模型,可以解决大尺度生物量模型的通用性和不同组分的相容性问题。表5参33
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