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[期刊] 林业科学
[作者]
何培 王君杰 辛士冬 张兹鹏 姜立春
【目的】基于樟子松和兴安落叶松干形数据，比较分析最小二乘法（ONLS）、分位数回归（QR）、混合效应模型的固定效应法（FIXED）以及广义加性模型（GAM）对树干不同位置直径和树干总材积的预测精度，为树木干形和材积精准预测提供参考。【方法】以大兴安岭漠河林业局不同林分条件下的187株樟子松和283株兴安落叶松为研究对象，拟合林业上常用的33个削度方程，选出精度较高的削度方程作为ONLS、QR和FIXED的基础模型。基于描述干形的常用变量，同时考虑变量转换，如平方和开根号等变量转换构建GAM。应用R软件对4种建模方法进行拟合，选取平均误差（ME）、均方根误差（RMSE）、百分比均方根误差（RMSE%）和确定系数（R~2）对比分析4种建模方法，采用留一交叉检验法对不同建模方法进行检验，比较各方法预测树干不同位置直径和树干总材积的精度。为更直观展示各建模方法效果，分别从2种树种中随机抽取2株不同大小树木进行树干模拟。【结果】1）基于Kozak(2004)模型的ONLS、QR和FIXED以及构建的GAM拟合结果表明，4种建模方法均能较好拟合樟子松和兴安落叶松干形数据；2）留一交叉检验结果显示，GAM对樟子松和兴安落叶松树干直径的预测精度优于ONLS、QR和FIXED;3) GAM预测2种树种材积时与估计直径一致，即GAM预测精度优于其他建模方法；相较ONLS，樟子松和兴安落叶松GAM材积预测的RMSE分别下降5.6%和11.3%;4) 2种树种不同大小树木树干模拟发现，对于大树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果相似，且均能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形；对于小树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果差异较大，其中GAM能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形。【结论】GAM预测树干不同位置直径和树干总材积时精度最高。当以预测为主要目的时，GAM通过简单编程能够实现对樟子松和兴安落叶松树干直径和材积的估计，可作为一种精度较高的树干干形预测方法。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 李凤日 刘瑞龙
描述了相容性非线性联立方程组模型在树干削度和材积建模方面的应用及联立方程组模型参数估计的方法。以黑龙江省带岭林业局人工落叶松为研究对象,以Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,构建了3个具有不同拐点的树干削度和材积系统。削度和材积系统拥有一套参数。为了使内生变量(endogenous variables)误差同时最小化,利用SAS软件模型模块中的似乎不相关回归过程(seemingly unrelated regression,SUR)解决联立方程组模型系统的参数估计。采用确定系数、绝对误差、相对绝对误差、均方根误差、相对均方根误差等模型评价指标对不同模型系统的精度进行比较分析。结果...
[期刊] 林业科学
[作者]
马岩岩 姜立春
【目的】采用非线性分位数回归法构建落叶松树干削度方程,比较分析不同分位数(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)及其组合分位数的拟合及检验结果,以提高模型预测精度。【方法】基于大兴安岭落叶松干形数据,采用Koenker和Bassett提出的分位数回归法,利用SAS软件的NLP拟合基于各分位数的Max-Burkhart分段削度方程,选取确定系数(R2)、平均误差(MAB)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPB)和预估精度(P%)对削度方程进行对比分析。【结果】1) Max-Burkhart分段削度方程在9个不同分位点(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)均能收敛,说明分位数回归可以提供许多不同分位数的估计结果,进而可预测任意分位点处干形的变化趋势; 2)基本模型和分位点处(τ=0. 4、0. 5、0. 6)的分位数模型拟合结果相近,分位数组合(3、5、7、9)可提高模型拟合效果,其中基于3个分位数组合(τ=0. 3、0. 5、0. 7)、5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)、7个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 4、0. 5、0. 6、0. 8、0. 9)、9个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)在分位数组合相同时分别表现最优; 3)模型检验表明,大多数分位数回归组合的检验统计量都优于基本模型和各分位数模型,相对于基本模型,5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)模型的MPB、MAB、RMSE分别降低13. 9%、13. 9%、13%。【结论】分位数回归能够提高模型预测精度,基于5个分位数组合的Max-Burkhart分段削度方程在拟合及检验统计量等方面表现较好,适合于大兴安岭落叶松树干削度预测。
关键词：
落叶松 非线性回归 分位数回归 削度方程
[期刊] 林业科学
[作者]
刘家霖 王传宽 张全智
将一块15 m×20 m的48年生兴安落叶松人工林的林木全部收获,采用分层聚类分析法将林木分化等级划分为优势木、中等木和被压木,并采用解析木法量化分析不同分化等级林木心材和边材的周向和轴向变异及其与林木特征性状之间的关系。结果表明:林木分化等级、方位和圆盘高度对树干心材半径(heartwood radius,HR)、边材宽度(sapwood width,SW)的变异影响显著(P<0.001)。胸高处HR和SW及其绝对变异量均随林木分化程度的加剧而增大。林木心材与边材比在周向变化不一,其最大值以北向频率最高(17.65%),最小值则以南向频率最高(17.68%),反映了微生境的差异。随相对高度的...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建国 宋廷茂 李志丹 赵朝中
本文研究了8种贮藏兴安落叶松Larix gmelini(Rupr.)Rupr.和樟子松(Pinussylvestris L.var.monglica Litvin)苗木的方法.结果表明:苗木窖贮藏法显然优于露天贮藏法.目前生产中应用的露天假植+盖草帘法严重影响苗木质量,造林成效低.苗木窖中,覆砂、塑料容器袋和纸板箱、钙塑箱贮藏法效果比较好,苗木质量和造林效果有保证,应推广.尤其是钙塑箱和塑料容器袋贮藏苗木,便于运输,减少了从贮藏到造林地的许多环节,造林成效显著.
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张兴龙 姜立春
利用兴安落叶松解析木数据,比较了树干去皮直径预测的3种类型模型:Grosenbaugh的比率方程式、回归模型和削度方程。Grosenbaugh的比率方程式有很大的灵活性,没有参数不需要模型拟合。总体评价和模型分段比较表明,回归模型有较小的预测误差,尤其是Cao and Pepper提出的含有带皮直径、树高、相对树高、胸径处的带皮直径和去皮直径变量的模型。由于削度模型不含有带皮直径变量,因此产生较大的去皮直径预测误差。不同类型的模型在森林经营过程中都有一定的适应性。
关键词：
落叶松 去皮直径 最优模型 削度方程
[期刊] 林业科学
[作者]
姜立春 刘瑞龙
以黑龙江省带岭林业局大青川林场84株人工落叶松解析木数据为例,采用Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,利用SAS软件中的似乎不相关回归过程得到该分段削度模型的4个参数和2个拐点参数同时估计。参数估计显著性检验(P
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 蒋雨航
以黑龙江省七台河市林业局金沙林场114株人工兴安落叶松树干干形数据为例,利用非线性混合模型技术拟合Max-Burkhart分段削度方程。结果表明:当利用SAS软件的PROC NLMIXED模块对Max-Burkhart模型进行拟合时,引入随机参数b1、b2、b3时模型拟合最好;随机参数b1与冠长率和冠长呈负相关,与树冠高度呈正相关;随机参数b2与冠长率和冠长呈正相关,与树冠高度呈负相关;随机参数b3与冠长率、冠长、树冠高度没有显示出相关性。利用随机参数b1、b2、b3与树冠特征的相关性构建了含有冠长率、冠长和树冠高度变量的3个模型,并且所有模型的参数估计值都是显著的,这充分说明冠长率、冠长和树...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建国 宋廷茂 赵朝中 刘晓娟
本文详细研究了兴安落叶松和樟子松5种主要苗木类型的年生长规律,并应用有序样品聚类分析方法,对其苗木生长时期进行了定量划分,目的是为培育优质壮苗提供理论依据.
[期刊] 林业科学
[作者]
王文杰 孙伟 邱岭 祖元刚 刘伟
基于连续1年的兴安落叶松树干液流密度和环境因子(光照、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度)的测定结果,探讨不同时间尺度下树干液流密度与环境因子的关系差异。在月时间尺度上,土壤温度和土壤湿度显著影响树干液流密度变化,土壤温度单位增加引起树干液流上升0.084～0.123L·cm-2month-1;在天时间尺度上,显著影响因子有土壤温度、光照和空气温度,其中土壤温度为最主要的影响因子,单位增加会导致树干液流上升1.9～2.7mL·cm-2d-1;在小时时间尺度上,主要影响因子在不同季节不同,但最主要因子多是直接影响地上叶片生理指标如光照和空气湿度,二者单位上升平均分别引起树干液流上升1.239...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
池波 蔡体久 满秀玲 李奕
利用Granier热扩散植物液流技术(TDP),于2012年5—9月连续对大兴安岭北部兴安落叶松蒸腾进行测定,结合同步观测的环境因子,分析兴安落叶松树干液流规律及其与环境因子的关系。结果表明:1)兴安落叶松蒸腾速率具有明显的昼夜变化规律,晴天和阴天均为单峰曲线,雨天为双峰曲线,且晴天和阴天的蒸腾速率高于雨天。夜间液流通量占整日液流通量的百分比为晴天(5.91%)>雨天(4.88%)>阴天(2.57%),在高温无雨情况下,液流通量呈现随高温无雨日数的增加而逐渐降低的趋势。2)6—8月兴安落叶松蒸腾量占观测期总耗水量的80%,液流密度日峰值较高,其中7月最高达23.62cm3/(cm2·h),5月...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 刘铭宇 刘银帮
以黑龙江省七台河市林业局金沙林场落叶松和樟子松人工成熟林为研究对象,在树干基部、树干1.3m处以及树高的20%、40%、60%和80%处截取5cm厚的圆盘各1个。在每个圆盘南向通过髓心锯下一个楔形木块,将每个楔形木块沿径向切割成相等的8段,测量其宽度和年轮数,并用排水法测定各样品的基本密度。采用方差分析、多重比较、相关分析和回归分析等方法,研究了落叶松和樟子松木材基本密度的株内变异、株间变异、径向变异、沿树干方向的变异以及年轮组间的相关性。结果表明:落叶松和樟子松单株树木内木材基本密度存在变异,在树干不同高度处存在显著的株间变异和径向变异。落叶松树干基本密度在纵向呈现逐渐递减趋势,而樟子松呈现...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
辛士冬 姜立春
【目的】采用非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程,并对比分析9个分位数(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型和传统的非线性回归削度方程的预测精度。【方法】以七台河市林业局金沙林场154株人工樟子松干形数据为研究对象,选取简单削度方程、分段削度方程和可变指数削度方程,利用非线性回归和非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程。采用确定系数(R~2)、平均误差(MAB)、相对误差(MPB)、均方根误差(RMSE)为统计指标对构建的削度方程进行对比分析。【结果】(1)在9个分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)下的各削度方程都可以收敛,分位数回归方法可以灵活预测各分位点树干曲线的变化。(2)与非线性回归相比,基于中位数(τ=0.5)时的各削度方程在拟合过程中表现最好,其中以可变指数削度方程表现最优。(3)检验结果也表明:相对于非线性回归的各削度方程,基于中位数(τ=0.5)的简单削度模型的MAB和MPB均下降26.7%,RMSE下降19.9%;基于中位数(τ=0.5)的分段削度方程和可变指数方程预测能力较强。(4)中位数回归的各削度方程在树干大部分的预测能力都优于相应的非线性削度方程。【结论】分位数回归方法是一种稳健的建模方式,基于中位数(τ=0.5)的可变指数削度方程的预测精度最高,适合该区域樟子松树干干形的预测。
关键词：
樟子松 分位数回归 削度方程 预测精度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建国 宋廷茂 赵朝中 刘晓娟
本文应用压力室和PV技术研究了大兴安岭地区主要针叶树种兴安落叶松和樟子松的四种苗木类型和两株幼树的水势和膨压的日变化及季节变化.结果表明:在典型的天气条件下,苗木和幼树的水势日变化量呈明显的单峰曲线.水势、膨压以及蒸腾的日变化与气温,光照和空气相对湿度的日变化基本吻合.水势的季节变化表明,在整个生长季,由于落叶松蒸腾耗水量大,表现出水分亏缺的特点.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建国 宋廷茂 赵朝中 李志丹
本文应用PV技术详细研究了兴安落叶松和樟子松三种不同类型苗水和二株幼树的水分参数的季节变化,并讨论了水分参数在耐旱性评价中的可能意义.结果表明:苗木和幼树的水分参数均有季节性变化.这种季节性变化与苗木和幼树的物候进程及生长发育密切相关.水分参数的季节变化表明:苗木和幼树的耐旱能力也有季节性变化.一般生长季苗木和幼树耗水量大,组织比较幼嫩,易受干旱胁迫的影响,因而耐旱能力相对比较弱;生长季末和非生长季,苗木和幼树木质化程度高,积累的营养物质多,因而耐旱能力也随之提高.从水分参数总的评价来看,樟子松耐旱能力显著高于落叶松.值得指出的是:虽然落叶松幼树叶片抗脱水能力显著低于樟子松,但是在整个生长季π...
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