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[期刊] 林业科学
[作者]
王冬至 张冬燕 李永宁 张志东 李大勇 黄选瑞
【目的】在多树种多层次针阔混交林中,基于贝叶斯混合效应模型法构建树高与胸径关系的混合效应模型,以提高预测模型参数稳定性,为揭示混交林多树种生长规律、资源分配差异及森林质量精准提升提供科学依据。【方法】以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松和白桦针阔混交林为研究对象,基于112块标准地(30 m×30 m)调查数据,选取6个包含不同林分因子的理论方程作为构建混交林不同树种树高与胸径关系的基础模型,选择出拟合精度较高的模型,分别采用两水平非线性混合效应模型法和贝叶斯混合效应模型法构建立包含哑变量的多树种树高与胸径关系模型。【结果】包含林分优势高和林分断面积组合变量的Richards方程拟合效果最好,模型确定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和绝对误差(Bias)分别为0849 5、2378 6和0365 4;贝叶斯混合效应模型法拟合精度略高于传统非线性混合效应模型法:基于传统非线性混合效应模型法的华北落叶松树高与胸径关系模型的RMSE和Bias分别为0930 4和0103 4,白桦树高与胸径关系模型的RMSE和Bias分别为0982 7和0112 6;基于贝叶斯混合效应模型法的华北落叶松树高与胸径关系模型的RMSE和Bias分别为0910 5和0096 8,白桦树高与胸径关系模型的RMSE和Bias分别为0963 3和0100 2。【结论】基于贝叶斯混合效应模型法构建的非线性混合效应模型,充分考虑混交林多树种树高与胸径关系模型参数的不确定性,模型预测效果更具可靠性和稳定性。
[期刊] 林业科学
[作者]
王冬至 张冬燕 张志东 黄选瑞
［目的］建立多树种、多层次混交林的树高－胸径生长关系非线性混合效应模型，为研究混交林多树种生长规律提供参考依据。［方法］以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松－白桦针阔混交林为研究对象，基于８７块标准地（２０ ｍ×３０ ｍ）的４ ９５３株华北落叶松和３ ６０８株白桦单木数据，选取１３个具有代表性且具有生物学意义的树高－胸径模型进行拟合，从中筛选出拟合优度较高的模型作为构建混合效应模型的基础模型，并在混合效应模型中加入哑变量以解决样地内不同树种带来的差异。［结果］１）在１３个树高－胸径候选模型中，模型１３的确定系数最大（Ｒ２＝０．９１５ ７），绝对误差（Ｂｉａｓ＝１．２００ ６）、均方根误差（Ｒｍ．．．
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
程雯 武晓昱 叶尔江·拜克吐尔汉 王娟 赵秀海 张春雨
【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程，并对比分析非线性模型、不同分位点（τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9）模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度，为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种（红松、色木槭、紫椴和水曲柳）为研究对象，基于21.12 hm~2样地数据，首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型；其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型；最后在基础模型和广义模型的基础上，构建分位数模型，同时考虑样方效应对树高的影响，构建混合效应模型。【结果】（1）各树种均以Richards模型拟合精度更高，且具有生物学意义，选定为基础模型；考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性，加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。（2）各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳，且与非线性回归预测精度相近，红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R~2值分别为0.811、0.809、0.724和0.617，广义中位数回归预测能力得到进一步提高，R~2值分别为0.891、0.874、0.858和0.627。（3）混合效应模型相对其他模型能显著提高预测精度，其中基础混合模型略优于广义混合模型，4个树种R~2值达到0.937、0.919、0.906和0.643，表明包含样方效应的混合模型能得到更准确更稳定的预测结果。【结论】与传统方法建立的基础模型和广义模型以及两者的中位数回归模型相较，基于非线性混合效应构建的树高-胸径模型预测精度更高，其中基于基础混合效应构建的吉林蛟河地区混交林树高-胸径模型更具优越性和稳定性。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘鑫 王海燕 雷相东 解雅麟
[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场12块天然云冷杉针阔混交林样地为对象,基于12 953对实测树高-胸径数据,结合林分优势高分树种(组)建立基于BP神经网络的标准树高模型。[方法]在确定隐层节点数后经过反复训练得到各树种(组)的适宜模型结构,使用相同的建模数据(8块样地)求解两个传统的树高方程,再利用未参与建模的4块样地分别验证模型。[结果]表明:落叶松、云杉的适宜模型结构(输入层节点数:隐藏层节点数:输出层节点数)为2:5:1;红松、中阔(白桦、大青杨、榆树和杂木)的适宜模型结构为2:4:1;冷杉的适
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
卢军 张会儒 雷相东 杨英军 王全军
采用长白山林区２０１３年调查的１２块１ ｈｍ２固定样地中５个树种的幼树树高－胸径数据，用３５个树高曲线经验模型进行模拟、筛选。结果表明，Ｃｕｒｔｉｓ于１９６７年提出的三次多项式ｈ＝ａ０＋ａ１ｄ＋ａ２ｄ２＋ａ３ｄ３能够很好地拟合５个树种幼树的树高－胸径模型，决定系数（ｒ２）最高可达０．７８６ ５。用独立样本数据对该模型进行检验，结果表明，模型的表现能力良好，能够适用于本地区的云冷杉针阔混交林的幼树树高－胸径模拟。以空间代替时间的方法分析５个树种的幼树树高生长规律，发现色木幼树树高较大；红松和冷杉幼树树高生长类似；云杉幼树树高初期较小，而后期生长很快。本文提出的幼树树高模型可为抚育经营提供参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
娄明华 张会儒 雷相东 李春明 臧颢
【目的】考虑林木间的空间自相关,构建基于空间自相关的林木胸径-树高模型,为可持续经营天然混交林提供理论依据。【方法】以天然蒙古栎阔叶混交林为研究对象,选择适宜的线性化林木胸径-树高模型为基础模型(BM),应用3个同步自回归(SAR)模型即空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)和空间Durbin模型(SDM)研究该混交林的林木胸径-树高模型。同时,将Delaunay三角网(DT)矩阵、逆距离一次幂(ID1)、逆距离二次幂(ID2)、逆距离五次幂(ID5)、球状变异函数(SV)矩阵、高斯变异函数(GV
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张冬燕 王冬至 李晓 高雨珊 李天宇 陈静
【目的】基于包含哑变量的非线性分位数回归方法,构建华北落叶松Larix principis-rupprechtii与白桦Betula platyphylla针阔混交林树高与胸径关系的预测模型,对研究混交林中树种结构及立地生产力预测具有重要意义。【方法】以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松与白桦针阔混交林为研究对象,利用83块标准地调查数据,基于哑变量分别采用最小二乘法和非线性分位数回归方法,构建不同树种树高与胸径关系模型。【结果】基于包含哑变量的非线性分位数回归预测模型精度高于最小二乘法,其中利用最小二乘法拟合不同树种模型,其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.787～0.814、1.581～1.877、2.447～2.654;而利用非线性分位数回归不同树种不同分位点模型,其确定系数、平均差及平均绝对误差分别为0.839～0.921、0.213～1.469、0.561～2.322,经过残差分析确定,当分位点τ=0.7时,不同树种树高与胸径关系预测模型精度较高。【结论】与最小二乘法相比,基于非线性分位数构建的包含哑变量不同树种树高与胸径关系的预测模型精度更高。图3表3参33
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
娄明华 张会儒 雷相东 卢军
林木间普遍存在着空间自相关，这直接关联着林木间的竞争与相互作用。单木胸径树高模型是森林生长、收获与预测的基础，忽略林木间的空间自相关将会导致胸径树高模型的普通最小二乘（ＯＬＳ）回归违背残差独立分布假设，导致犯第一类错误的可能性变大，以及模型参数标准差的有偏估计和回归模型估计的有效性降低。因此，本文选择我国东北地区主要森林类型即天然云冷杉针阔混交林为研究对象，考虑林木间的空间自相关，选用合适的线性化单木胸径树高ＯＬＳ模型为基准模型，利用３个同步自回归（ＳＡＲ）模型即空间滞后模型（ＳＬＭ）、空间误差模型（ＳＥＭ）和空间ＤｕＲｂｉｎ模型（ＳＤＭ），构建该混交林的单木胸径树高模型。与此同时，每个ＳＡＲ．．．
关键词：
空间自相关 胸径 树高 自回归模型
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
孙拥康 汤景明 王怡
【目的】采用分位数回归方法构建马尾松青冈栎混交林树高-胸径模型,并对比分析不同分位数模型与传统非线性回归模型的拟合与检验结果,以期提高模型预测精度,为混交林树高-胸径模型构建及科学经营提供新的方法和思路。【方法】以湖北省林科院九峰试验林场马尾松青冈栎混交林为研究对象,利用模型优选法确定出最优基础模型,并在此基础上,通过引入树种哑变量和分位数回归方法,构建不同树种不同分位点的树高-胸径分位数回归模型,选取平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、确定系数(R2)、T检验对不同模型进行对比分析。【结果】1)选取的6个代表性非线性树高曲线模型中,Richard模型综合表现最好,确定为最优基础模型。2)除个别分位点外,分位数回归模型整体拟合结果和预测能力优于哑变量模型和基础模型;马尾松和青冈栎最优分位数回归模型分别为τ=0.5和τ=0.7时;相同立地条件下,青冈栎生长势高于马尾松。3)模型独立检验结果表明分位数回归模型在描述树高曲线分布范围、变化规律以及稳健性上优于哑变量模型和基础模型。【结论】分位数回归方法在模拟混交林树高-胸径关系上表现出了较好的预测效果,将其应用到混交林或天然林树高-胸径关系等的研究中是一个可行思路。鉴于研究样本数据还较有限,兼顾数据整体和个体关联性的方法还有待进一步研究。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
孙拥康 汤景明 王怡
【目的】采用分位数回归方法构建马尾松青冈栎混交林树高-胸径模型，并对比分析不同分位数模型与传统非线性回归模型的拟合与检验结果，以期提高模型预测精度，为混交林树高-胸径模型构建及科学经营提供新的方法和思路。【方法】以湖北省林科院九峰试验林场马尾松青冈栎混交林为研究对象，利用模型优选法确定出最优基础模型，并在此基础上，通过引入树种哑变量和分位数回归方法，构建不同树种不同分位点的树高-胸径分位数回归模型，选取平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、确定系数（R2）、T检验对不同模型进行对比分析。【结果】1）选取的6个代表性非线性树高曲线模型中，Richard模型综合表现最好，确定为最优基础模型。2）除个别分位点外，分位数回归模型整体拟合结果和预测能力优于哑变量模型和基础模型；马尾松和青冈栎最优分位数回归模型分别为τ=0.5和τ=0.7时；相同立地条件下，青冈栎生长势高于马尾松。3）模型独立检验结果表明分位数回归模型在描述树高曲线分布范围、变化规律以及稳健性上优于哑变量模型和基础模型。【结论】分位数回归方法在模拟混交林树高-胸径关系上表现出了较好的预测效果，将其应用到混交林或天然林树高-胸径关系等的研究中是一个可行思路。鉴于研究样本数据还较有限，兼顾数据整体和个体关联性的方法还有待进一步研究。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
冉佳璇 戚玉娇
【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型，将树种作为哑变量引入模型，考虑模型残差空间自相关和异质性，为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据，构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型，在此基础上，将树种作为哑变量引入，选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性，并采用决定系数(R2)，均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】(1)马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。(2)将树种作为哑变量引入模型后，各模型拟合精度均高于全林木基础模型。(3)OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96)，局域Moran’I分布图中存在较多热点，表现出强烈的空间自相关。而LMM、GWR和GWRK模型残差全局Moran’I在α=0.05水平下不显著(-1.96≤Z≤1.96)，且在局域Moran’I分布图中存在较多冷点，说明模型残差空间自相关已被消除。(4)5种模型残差的组内方差均表现随着滞后距离增大而增大的趋势，但GWR和GWRK模型具有更小的组内方差，能较好地降低模型残差空间的异质性。【结论】OLS和GAM模型拟合精度不高，并且不能消除模型残差空间自相关和异质性，因此不是用来建立树高-胸径模型的最佳选择。LMM、GWR和GWRK模型在提高模型拟合精度和降低空间自相关性方面表现良好，但GWR和GWRK模型在降低空间异质性方面显著，是最适合的树高-胸径模型。图2表3参38
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
谢伊 杨华
【目的】混交林的稳定性、发展的可能性与空间结构密切相关，探究空间结构对林分生长量的影响对促进林分良性发展有着重要作用。本研究以天然云冷杉针阔混交林为对象，分析混交度（M）和大小比数（U）对单木生长量的影响，以期为该地区天然林林分结构调整提供科学依据和指导。【方法】选用2块云杉蓄积占总蓄积比例分别为0.1～0.2(1成云，1P)和0.4(4成云，4P)固定样地的5期监测数据，采用4株相邻木法计算空间结构三参数，绘制多元分布图，分析了1P和4P内各径级云杉、臭冷杉和红松在不同混交度和大小比数的胸径生长量变化规律。【结果】1P和4P均介于中度和强度混交（M分别为0.625和0.657）且呈随机分布；臭冷杉和红松的生长介于亚优势至中庸状态间（U=0.25～0.50），云杉在4P内介于亚优势至中庸状态间（U=0.48），在1P内介于中庸至劣势状态间（U=0.70）。云杉和臭冷杉的年胸径生长量随径级的增大而增大（P <0.05）。云杉在1P内的年胸径生长量低于4P，红松相反。【结论】不同径级下林木的生长具有显著差异，降低大小比数的同时适当提高混交度有利于林木的胸径生长。不同生长阶段的竞争不同导致了不同径级林木对混交度和大小比数响应的差异，故针对不同生长阶段的林木应采取不同的经营措施调整优化林分结构，促进林分长期的稳定发展。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李杨 亢新刚
【目的】建立林木空间利用率模型,为天然混交林中不同树种间生产力的比较提供依据,为单木成熟的判断提供参考。【方法】利用林木生长量与树冠大小比值定义林木空间利用率,以长白山地区云冷杉针阔混交林为研究对象,基于20块标准地的2 268株单木数据,建立林木空间利用率混合模型,拟合各树种的空间利用率。【结果】(1)备选指标中蓄积生长量和树冠投影面积之比与胸径相关系数最高,适宜作为计算指标。(2)通过逐步回归,最终选定林木胸径、胸径平方(代表胸高断面积)、树高、冠幅、样地蓄积、针阔比、坡向坡度、竞争指标作为林木空间利用率基础模型的自变量。(3)确定按树种分组,包含胸径平方及截距随机效应参数、指数函数异方差结构的混合模型,经检验,混合模型在建模数据及检验数据中的表现均略优于一般线性模型。(4)利用所构建的混合效应模型,对研究数据进行拟合预测,各树种空间利用率最高时期的胸径分别为云杉约40 cm,冷杉、落叶松、红松、中阔组约37 cm,慢阔组约32 cm。【结论】林木利用率模型得到的数量成熟是以单位营养空间的生产力为基础的,使不同树种间的比较更为合理,且计算结果符合一般林学规律,可以作为该地区云冷杉针阔混交林判定单木成熟及优化林分结构的参考依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
臧颢 雷相东 张会儒 李春明 卢军
以吉林省汪清林业局的蒙古栎阔叶混交林和云冷杉阔叶混交林２４块固定样地中的２ ５９８株红松为研究对象，利用Ｃｈａｐｍａｎ－ＲｉＣｈａＲｄｓ方程建立了不含随机效应与含随机效应的单木树高－胸径简单模型和广义模型。模型拟合和检验的评价指标主要包括调整决定系数（Ｒ＿ａ～２）、平均相对误差绝对值（Ｒｍａ）和均方根误差（ＲｍｓＥ）。对于混合效应模型，设计了随机抽取、抽胸径最大的树、抽胸径最小的树和抽平均木４种抽样方案计算随机参数，通过对比４种抽样设计下模型的误差统计量，分析了不同抽样设计下样本数量和预测精度的关系。结果表明：基于混合效应模型的红松单木树高－胸径模型拟合效果（简单模型的Ｒ＿ａ～２在０．７５３～．．．
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