有些收获表的主林木直径方差为负值，这在理论上是矛盾的。原因之一是在编制收获表的过程中，假定所有主林木的直径相同，没有考虑直径分布。该文在若干假定的前提下，在林木开始竞争时，通过模拟间伐，从理论上探讨树冠直径方差发生机制。

为了对杉木不同龄组树冠形态进行数学模拟,运用非线性回归筛选有效变量的方法将相对树冠半径(RCRj)和相对树冠长度(RCLj)确立为树冠形态模型的因变量和自变量。选取福建省顺昌县297株杉木标准木的1 485个树冠半径测量值,基于8大类模型分别建立不同龄组的树冠最优模型。对最优模型进行误差和残差分析、模型检验、生物学意义评估,结果表明:幼龄林、中龄林和近成熟林时期拟合效果最优的模型分别是Cubic、Poly4和Gauss Amp。使用本文建立的树冠轮廓模型预估树冠形态时,只需测量全树高、最大树冠半径和最大树冠长度。树冠轮廓模型是生长和收获模型的重要组成部分,同时对于评价林木间的竞争、森林小气候和...

【目的】消光系数(k)是模拟树冠光分布的重要指标,本研究通过对比常见的获得k值的方法,筛选最优方法,对长白落叶松人工林树冠内光合有效辐射(PAR)进行动态估计。【方法】(1)将实测的PAR数据按3∶1划分为拟合数据和检验数据,利用拟合数据构建k值预估模型(方法 I)。(2)用拟合数据,采用人为设定不同梯度的k值估计树冠PAR,筛选最优的k值(方法 II)。(3)基于叶倾角数据,采用2种不同的平均叶倾角公式(方法 III-1、方法 III-2),对k值进行计算。将检验数据作为独立样本对以上3种方法估计的PAR进行独立性检验。通过对比以上3种方法对树冠内PAR的估计效果,选择最优的k值计算方法,结合气象数据对PAR进行动态估计。【结果】根据实测PAR数据计算的树冠各轮层k值存在较大差异,总体在0.1～1.5之间,且与相对着枝深度(RDINC)呈明显的指数函数或幂函数关系。同时太阳高度角(Sa)、累积叶面积最大值(MCLA)、叶面积密度(NAD)和树冠表面积(CS)对k值的垂直变化也有明显影响。因此方法I将指数函数作为基础模型,以RDINC、Sa、CLA、NAD和CS为自变量建立了k值估计模型,模型的拟合效果较好(R2=0.736,RMSE=0.124)。方法 II中,当k取0.32时对PAR的估计效果最好。利用方法 III计算的各轮层消光系数差异较小,总体在0.3～0.7之间。采用独立样本检验以上3种方法对PAR估计的效果,结果表明方法 I对PAR的估计效果较好(平均误差ME=2.88,平均误差绝对值MAE=117.4,预估精度P=91.53%),方法 II对PAR的估计效果次之(ME=-7.2,MAE=217.5,P=88.12%),方法 III对PAR最差(方法 III-1中ME=121.4,MAE=210.1,P=55.85%;方法 III-2中ME=226.4,MAE=259.0,P=42.93%)。【结论】k值在不同林木、不同轮层及不同的太阳高度情况下并不是一个固定值。本研究建立的k估计模型充分考虑了以上3个重要变量,符合客观实际,且对估计长白落叶松树冠PAR有良好的效果,研究结果为人工长白落叶松树冠内不同位置净光合速率的模拟提供了基础。

[目的 ]基于无人机激光雷达(LiDAR)点云数据提取杉木树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),并进行树冠上部外轮廓模拟与可视化,为树种识别提供树木冠形特征。[方法 ]利用LASTools开源工具从激光雷达点云数据生成无孔洞的冠层高度模型,使用LiDAR360软件,采用局部最大值法检测树冠顶点,基于CHM种子点对点云进行单木分割,并在ArcGIS下手动选取杉木单株点云样本,用Python编程对"欠分割"样本进行单木纯化(之后全部编程方式自动化处理);提取纯化后单株样本的树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),再对单木点云按照一定高度间隔进行分层切片,使用宽度百分位数法提取单木树冠上部的相对着枝深度、枝条长度作为模型变量,以相对着枝深度分层分别建模与验证样本按照3倍标准差法剔除异常外轮廓点,选取二次多项式、幂函数和指数函数3个基础模型进行模型拟合与验证,最后采用最优拟合模型进行样地尺度的三维可视化。[结果 ]无人机激光雷达综合单木检测率为79.63%,结合实测参数与提取结果进行相关分析,树高线性回归R2为0.890 5,冠幅线性回归R2为0.845 6;二次抛物线、幂函数和对数函数拟合R2分别为0.807 0、0.817 0、0.806 0,幂函数对杉木树冠上部外轮廓的拟合效果更优。[结论 ]在高林分密度条件下,单木点云的有效提取纯化对客观描绘树冠形状非常重要;基于无人机激光雷达拟合的杉木树冠上部外轮廓反映了杉木的树冠上部形态,可为杉木的树种识别提供参考。

以湖南省株洲市攸县黄丰桥国有林场杉木中龄林为研究对象,用逐步回归的方法建立以单木大小、单木竞争指标为自变量,冠幅、冠长为因变量的函数估算模型,实现林木树冠形状的模拟。研究结果显示:在杉木树冠形状模拟时,与竞争有关的冠幅模型、冠长模型的判定系数R2分别为0.771、0.872,显著高于与竞争无关的冠幅模型、冠长模型的调整的判定系数0.729、0.811,这说明竞争对树冠生长影响的作用是显著的。

以长白山地区 2 6a生长白落叶松人工林为研究对象 ,采用枝解析的方法 ,测定了 2 5株林木 (直径 10 5～2 4 9cm)的树冠变量 ,并建立了预测树冠外侧形状的冠形模型。基于枝条着枝深度 (DINC)和林木变量所建立的树冠形状模型包括 :基径、枝长、着枝角度和弦长等预估模型。对于大小相同树木的主要枝条来讲 ,这些树冠变量是随着DINC的增加而增大 ;而林木的胸径 (DBH)和树高 (HT)变量很好地反映了不同大小树木的冠形变化。冠形预测模型预测效果良好 ,充分体现了树冠结构的变化趋势 :树冠形状在树冠的中上部呈抛物线体 ,而在树冠的下部则为近圆柱体。文中所建模型 ,可以合理地描述...

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...

以大兴安岭松岭林业局３６株天然兴安落叶松２ ３０６个枝条数据为研究对象，采用误差变量联立方程组方法，构建兴安落叶松枝条基径、枝长和角度联立方程组模型系统，同时对比了４种参数估计方法。结果表明，似乎不相关回归过程ＳＵＲ（Ｓｅｅｍｉｎｇｌｙ ＵｎＲｅｌａｔｅｄ ＲｅｇＲｅＳＳｉｏｎ）法能够解释模型间误差相关性和降低参数估计值的标准误。该系统拟合和检验精度都表现较好，本文所建立的枝条特征联立方程组模型系统能较好地描述兴安落叶松枝条特征和冠形的变化规律。此外，利用非线性混合模型技术构建了含有林分密度变量的枝条基径、枝长和角度联立方程组模型系统。基于参数估计值的显著性以及精度的提高都表明林分密度对枝条基．．．

以东北林业大学帽儿山实验林场樟子松人工林为研究对象,采用树干解析、枝解析的方法,分别于2002和2003年在老山施业区选择不同年龄、不同立地和不同密度的樟子松人工林有代表性的林分设置固定标准地15块(2002年设置7块,2003年设置8块),共获取解析样木53株,实测2298个一级枝活枝条变量因子(包括总着枝深度、方位角、着枝角度、基径、枝长、弦长、弓高)数据资料。基于理论或经验生长方程,建立樟子松人工林树冠结构静态模型及树冠动态生长模型。采用VC++6.0语言为开发平台,结合OpenGL开放式图形库,将生长模型与形态结构模型结合,建立樟子松人工林树冠动态三维图形可视化模拟系统,实现基于实测数...

从林分直径结构模拟预测模型的选择以及模型参数的求解方法2个方面,对林分直径结构模拟与预测模型的国内外研究现状进行了较为详细的论述,总结指出林分直径结构模型的研究正围绕参数法和非参数法2种方法展开,重点归纳总结了理论方程法、最相似回归法等几种主要模拟预测方法以及百分位法、回归法等常用的模型参数求解和预测方法,分别指出了各种模型及参数求解方法的优劣,并对当前研究工作存在的问题及今后研究的重点进行了讨论。本项研究着眼于实际应用的层面,旨在为今后的研究提供阶梯,以有助于该项研究工作的展开。

以福建省沙县15年生(13年生时间伐)和17年生(10年生时间伐)的乳源木莲 杉木中龄混交林(杉莲比为7∶3)为研究对象,通过应用Ruark异速生长模型,对间伐后混交林中乳源木莲的树冠结构进行研究。结果表明,在混交条件下,不同间伐期对树冠形状有显著影响:13年生时间伐,乳源木莲树冠生长受到限制不能充分扩展,树冠形状近似抛物线形,枝长分布方式对下部层次造成遮荫,不利于乳源木莲树木的光合作用;而10年生时间伐,乳源木莲具有圆锥形树冠、较大的枝倾角和较高的叶面积指数,因此有利于树冠对光的截获,从而增加单株生物产量,有利于培育乳源木莲大径材。杉莲混交林中乳源木莲累积叶面积指数可以分别用以下模型进行估测...

以黑龙江省带岭林业局大青川林场80株人工兴安落叶松解析木数据为例,采用Richards生长模型作为基础模型,利用S-PLUS软件中的NLME过程,分别拟合非线性树高和直径生长模型。采用AIC、BIC、对数似然值和似然比检验等模型评价统计指标对不同模型的精度进行比较分析。结果表明:当对树高-年龄关系进行拟合时,b1、b3同时作为混合参数时模型拟合最好;当对直径-年龄关系进行拟合时,b1、b3同时作为混合参数时模型拟合最好。把相关性结构包括一阶自回归结构AR(1)、一阶移动平均结构MA(1)及一阶自回归与移动平均结构[ARMA(1,1)]加入到树高和直径最优混合模型中,一阶自回归结构AR(1)显著...

理论生长方程在林分直径结构领域的应用具有重要的理论和实践意义。为探寻影响理论生长方程模拟性能好坏的内外机制 ,从而有所选择和鉴别地使用理论生长方程 ,本文从林分及方程两个角度出发进行了探讨。结果表明 :年龄、立地、密度、间伐强度等因素对Richards等 6种生长方程模拟精度影响不明显 ,而不同方程间的模拟精度差异极明显 ;林分直径累积分布曲线的拐点存在一个主要区间 ( 0 4～ 0 6) ,生长方程拐点的取值情形与方程模拟精度的大小密切相关 ,方程最佳拟合曲线的有效拐点区间愈大、拐点精确度愈高 ,拐点有效性越大 ,则方程模拟精度越高。

在Ｍｕｒｒａｙ方法的基础上，提出更一般的间伐分离参数，推导保留木和间伐木直径分布Ｋ阶矩的预估方程，并用贵州马尾松人工林间伐试验材料对方程的适应性进行验证。同林预估结果表明，方程的理论值与实测值之间只存在微小的舍入误差，方程为确定性方程；异林预估结果表明，总体上，保留木的预估效果比间伐木的好，原点矩的预估精度比中心矩的高；该方法除具有与Ｍｕｒｒａｙ方法同样的作用和效果外，还能预估诸如林分断面积平均直径、偏度等所需要的多阶矩。在中、强度间伐的经营条件下，如何有效地预估林分直径分布的形状特征数，是有待解决的问题。

为对不同树龄茶树的树冠结构进行科学评价 ,并为制定合理的农业技术措施提供科学依据 ,以小乔木型品种福鼎大白茶和灌木型品种槠叶齐为材料 ,对湖南 8个地 (市 )规范化栽培茶园 1～ 18年生两类型品种茶树树冠结构的 15项指标进行系统调查 ,并运用计算机作数据分析 .结果表明 ,两类型品种树冠结构指标随树龄的增大呈现出基本一致的变化规律 ,各项树冠指标均可用一定的数学模型予以表达 .研究结果还表明 ,两茶树品种在 1～ 6年生期间 ,各项树冠指标增幅较大 ,7～ 14年生期间树冠指标的增加或减少的幅度不大 ,树冠结构比较稳定 ;14年生后 ,一些与茶叶品质和产量密切相关的指标 ,如新梢密度、生...