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[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李春明  
以江西省杉木人工林4次调查数据为例,建立单木胸径生长量随机截距效应混合模型,分别考虑样地层次、区域层次及多层次的随机截距效应,并在考虑多层次效应时考虑了存在的异方差和自相关问题,最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明:林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响;与林业中常用的传统最小二乘法相比,采用混合效应模型方法后模型的模拟效果和验证精度均有提高;选择适合的异方差和自相关函数后,模拟结果比只考虑随机截距效应有更好的适应性;实际应用中考虑多层效应要比单层效应模拟效果好。
[期刊] 林业科学研究  [作者] 孙洪刚  张建国  段爱国  何彩云  童书振  
应用面板数据固定效应模型对杉木人工林单木断面积生长规律进行模拟,在模拟过程中,将胸径(DBH)和活冠比例(LCR)作为自变量,又分别加入密度因子和不同类型的竞争指数,同时引入立地条件和林龄效应来解释单木断面积生长过程中的异质性。结果表明:虽然密度因子与竞争指数有较强的相关性,但是在单木断面积生长中都具有不可忽略的重要影响。立地条件与林龄对单木断面积的拟合偏差在不同的林分密度下略有不同,随立地指数或者林龄增加,其对平均单木断面积拟合偏差的影响也增大。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 车少辉  张建国  段爱国  童书振  
【目的】探索神经网络技术对杉木人工林胸径生长的模拟和预测能力,以寻求最优模型。【方法】以江西大岗山杉木人工林为研究对象,依据林木生长理论,用林龄(A)、立地指数(SI)和初植密度(N)3个因子构建平均胸径生长BP模型;通过定量和定性分析相结合的方法对模型选优,并将最佳模型与拓展的Richards模型比较;最后将优化模型应用于未参与建模的样地。【结果】最佳BP模型为Levenberg-Marquardt算法3∶5∶1结构模型(LM351),R2=0.984,MSE=0.196;拓展的Richards模型R2=0.964,MSE=0.433。LM351模型经校正后,适合预测福建邵武杉木人工林胸径生...
[期刊] 林业科学研究  [作者] 孙洪刚  张建国  段爱国  童书振  
本文就Logistic及其改进模型在杉木人工林胸高断面积模拟中的应用进行了深入探讨。研究表明:在相同林分密度下,随立地指数增加,模型的模拟精度越高立地条件影响越大;在相同立地条件下,所有改进Logistic模型的模拟精度都受到林分密度影响;Logistic及其改进模型的模拟精度与林龄没有任何关系。对于某一具体植物种群,不同形式的Logistic模型的模拟精度主要受模型本身的影响。同另外4种Logistic模型相比,Z-Logistic模型参数最稳定,模拟精度最高,为模拟杉木人工林胸高断面积的首选模型。各改进模型的参数直接影响Logistic模型模拟的曲线形状,可作为形状参数使用。
[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。
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 刘平  马履一  王玉涛  孙晓勇  
基于大量油松中幼人工林固定复位样地数据,选用林木大小、立地条件和林分竞争因子为自变量构建油松中幼人工林单木胸径生长的线性回归预测模型。模型复相关系数R2为0.699,影响油松单木胸径生长量的因素从大到小依次为竞争因素>立地条件>林木大小;油松单木胸径生长量随坡度增大、海拔升高、林分密度变大而减小;利用油松检验数据库对模型进行预估效果检验发现,油松平均胸径生长量预测值为1.3861略高于实测值1.3753cm,经T检验差异不显著。
[期刊] 林业科学  [作者] 张建国  段爱国  
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。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 郝文乾  陈玲  梅光义  
【目的】分析不同坡向杉木人工林直径分布规律的差异,为调整杉木人工林林分结构提供参考依据。【方法】以福建将乐国有林场杉木人工林为研究对象,利用4种直径分布函数(Weibull分布、logistic分布、正态分布和gamma分布函数),分别对幼龄林(8年)、中龄林(16或18年)、成熟林(27年)和不同坡向(阳坡和阴坡)的杉木人工林进行直径结构分析及分布函数的拟合。【结果】总体而言,4种分布函数中,Weibull的适应性最强;杉木幼龄林直径符合gamma分布;4种分布函数对杉木中龄林直径拟合效果均较好,且中龄林直径以1cm径阶整化的拟合效果比以2cm径阶整化的好;4种分布函数对生长于阴坡的杉木成熟...
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 王玉涛  刘平  魏忠平  
为构建高精度的油松人工林生长模型,准确预估油松人工林生长动态变化,利用北京、辽西、辽东调查的185块油松人工林固定样地复测数据,选择13个与距离无关的竞争因子,利用相关性评价法研究油松人工林单木胸径生长及与竞争因子的关系。结果表明:北京地区油松人工林单木胸径定期生长量频率呈反"J"型分布,而辽东和辽西地区的则呈单位左偏分布;北京地区油松人工林单木胸径定期生长量最大,生长量分布范围为1~5.1cm,80%以上随机分布在1~3cm附近,平均为2.27cm,其次是辽东地区,生长量分布范围为0.15~2.15cm,70%以上随机分布在0.1~1cm附近,平均为1.74cm,辽西地区油松胸径生长量最小,...
[期刊] 林业科学  [作者] 李春明  
基于两层次线性混合效应模型方法,建立江西省杉木人工林单木胸径生长量模型。研究所用数据来自于长期观测的固定样地数据,数据库包括82个区域、365个样地、5416株树木共计16248条记录。为了解决不同区域及不同样地之间的差异,本文构建的混合模型分别考虑样地层次、区域层次及两层次的随机参数效应。针对数据存在的重复测量及嵌套结构特性,在模拟时选择合适的异方差和自相关模型矩阵来解决此类问题。最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明:林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响。与林业中常用的传统最小二乘方法相比,采用混合效应模型...
[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] 北京林业大学学报  [作者] 董晨  吴保国  张瀚  
为了研究杉木生长与形态变量的关系,提高模型预估精度,本文根据福建省65块不同密度、林龄分布于6~35年的杉木人工林样地测量数据,选用了RichaRds理论方程,分别构建了杉木胸径和树高生长模型。在此基础上,分析理论方程中参数与冠幅(cW)的关系,建立两者间的关系函数;使用参数预估法构造胸径和树高的参数化预估模型,并对原模型和参数化模型进行模型检验、残差分析,讨论了冠幅与林木生长之间的关系。结果表明:胸径和树高RichaRds方程中,参数a与cW呈正比,参数b与cW呈反比,c则与cW呈现出类似正态分布的关系;与传统的理论方程相比,参数化模型提高了杉木胸径树高预估的精度。本文所构建的模型能间接反映...
[期刊] 林业科学  [作者] 段爱国  张建国  
采用差分法构建以Korf等 6种理论生长方程为基础的多种多形地位指数方程 ,探讨它们的多形表达涵义 ,并对其模拟性能进行了较为全面的分析 ,得到结论 :(1)基于理论生长方程 ,通过差分法可以构建具有良好生物学基础的多形优势高方程 ;(2 )理论生长方程的拐点取值情形对其模拟优势高生长的精度具有至关重要的影响作用 ;(3)差分方程较方程原型更适合于大范围数据的拟合 ,如数据基础为地区或产区层次时 ,其拟合效果明显要好 ;(4 )多形优势高方程展现出了较高的模拟精度 ,其中以Korf、Richards、Weibull方程的 2参数多形表达式及Sloboda方程的 3参数多形表达式为佳 ,采用优良...
[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] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 邸富宏  
【目的】探索人工林碳动态,评估造林对陆地碳源/汇的贡献。【方法】以我国南方4省(浙江、福建、江西和湖南)杉木人工林为研究对象,基于样地调查数据和文献数据,利用碳核算模型CO2FIX模拟杉木人工林生物量、土壤和木材产品的碳动态。【结果】碳核算模型CO2FIX能够较好地对我国南方4省杉木人工林的生物量碳进行模拟,模型所选用的其他参数在研究区域具有较好的代表性和适用性。经过5个轮伐期(129年),杉木人工林在生物量、土壤和林产品中的储碳量共增加23.56t/hm2,碳储量年均增加0.23t/hm2。【结论】我国南方4省杉木人工林地在未来103年共能吸收大气CO20.23Pg,杉木人工林与其他森林生态...
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