含海拔哑变量的杉木优势木高-树龄曲线模型研究

人工纯林立地质量评价通常采用立地指数法,即利用林分平均优势木高和树龄的关系来评价立地质量。本文以湖南青羊湖、高泽源、江华等45个国有林场的518个杉木纯林标准地为研究对象,利用其中388个标准地数据,对林分平均优势木高与树龄的关系进行理查德、单分子式和舒马切尔3种常用的非线性基础模型方程模拟。通过对比分析,选出最优为理查德方程(参数a、b、c分别为23.67023、0.05856、1.59679),其决定系数为0.79489。以最优模型为基础,考虑到不同海拔对优势木高生长过程的影响,将海拔划分等级变量F(以100 m为一个等级,共分为12个等级),纳入含海拔哑变量(F)的优势木高-树龄生长曲线,并以绝对残差均值ARM、决定系数DC、模型精度3个模型精度检验指标对模型进行精度检验。模拟结果表明:加入以海拔等级为哑变量的3个模型精度较高,其中,将哑变量(F)加在参数b上的模型精度最高(绝对残差均值1.20630、决定系数0.8444、模型精度97.77%),并利用130个标准地数据进行再验证,证明该模型可行性强,可为区域性杉木立地质量评价提供建模依据。

湘西土家族苗族自治州马尾松树高-胸径混合效应模型构建

以湘西土家族苗族自治州8个县(市)马尾松人工林为研究对象,基于77块马尾松人工林样地数据构建了含显著性因子及其组合的混合效应模型,对拟合结果进行比较分析并筛选出最优模型,为湘西土家族苗族自治州马尾松人工林树高精准预测提供理论依据。结果表明:(1)区域、龄组、坡向为研究区内马尾松树高的显著性影响因子。(2)6组候选基础模型中,M2(Schumacher)模型最优,其赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)值最小,分别为347.636 4、354.424 4,R^(2)=0.509 7,同时其参数a、b均极显著,具有统计学意义。(3)非线性混合效应模型预测能力优于传统最小二乘法拟合的模型。在21个混合效应模型中,最优混合效应模型为M2.21,即区域、龄组、坡向作为随机效应同时作用在最优基础模型M2的参数a、b时的混合效应模型,其模型精度最高,R^(2)=0.845 3,与最优基础模型M2相比精度提升了65.84%;均方根误差(RMSE)、总相对误差(TRE)分别为1.730 0、-0.060 7,RMSE降低了39.01%,TRE的绝对值降低了73.52%。与传统回归模型相比,采用非线性混合效应模型拟合树高-胸径模型,其预测效果更具有优越性,模型精度更高、误差更小,研究结果可为湘西土家族苗族自治州林业生产与实践提供理论基础。

青冈栎林分空间结构对林下更新的影响

林分空间结构会显著影响其林下幼树更新。为明确其影响林下幼树更新的关键因子,以湖南省青羊湖国有林场青冈栎林天然次生林为研究对象,测量幼树株数密度、树高、地径和冠幅,计算混交度、大小比数、开敞度指数以及聚集指数代表林分空间结构,评价林下幼树更新情况,并用灰色关联度分析方法探究两者间的相关关系。结果表明,青羊湖国有林场13块青冈栎林样地林下更新幼树有6种,分属于4科5属,分别是青冈栎、苦槠、多脉青冈、南酸枣、黄檀、马尾松,青冈栎在更新幼树中占明显优势,是优势树种,幼树重要值为63.09%。青冈栎林各林分空间结构指数与林下更新指数均大于0.5,关联度较高,综合所有林分空间结构指数对林下更新指数关联度的均值来看,对林下更新的影响由大到小为大小比数>开敞度>聚集指数>混交度,大小比数对青冈栎林下更新影响最为显著。在促进青冈栎天然次生林林下更新时,应以调整林木大小分化程度为主,综合考虑林木空间分布格局的调整方案。

湖南省青羊湖国有林场观赏藤本植物多样性研究

以湖南省青羊湖国有林场的藤本植物为研究对象,通过野外实地调查和文献研究,对该林场藤本植物进行了物种组成、区系成分、攀援类型及观赏类型分析,并利用层次分析法对其开发价值进行评价。结果表明:该区域有藤本植物132种,隶属于38科83属,其中,木质藤本占比较大,有81种,占61.36%;在物种组成上以少种科、属为主;在区系分布上,以热带分布中的泛热带分布最多;在攀援类型上,从多到少依次是:缠绕类、蔓生类、卷须类、吸附类;在观赏类型上,大多具2种及以上的观赏特性;在开发利用上,有68种藤本植物的开发综合评价值在3.0000分以上。本文为青羊湖林场的野生藤本植物资源的保护及可持续利用提供依据,也为美丽乡村建设及周边城市垂直景观构建提供更多素材。

湖南省青羊湖国有林场天然林的植被类型及群落特征

为促进湖南省青羊湖国有林场的植被恢复、生物多样性保护及森林资源可持续经营管理提供参考依据。本文通过样地调查的方法,对青羊湖林场的天然林群落进行详细的调查,并计算群落中物种的重要值,作为划分建群种和优势种的依据。结果表明:该林场的天然林多为次生林,植被类型丰富,可划分为3个植被型组、6个植被型、20个群系,常绿阔叶林是植被类型中的主要成分,并对主要植被类型的群落特征进行了描述。

栎类天然次生林直径结构规律初探

选取中南林业科技大学芦头实验林场同一龄组不同立地条件下的13块栎类天然次生林样地,以其内的主要栎类树种甜槠和锥栗为研究对象,利用Weibull分布函数、正态分布函数分别对两种树种的株数和直径相关关系进行模拟,并对其结果进行卡方检验,找出较优的拟合函数;利用Richards模型、Logistic模型及传统的多项式模型,对两种树种的株数累积百分数和相对直径关系进行拟合,进行精度分析,比较三种模型拟合效果,共同探讨甜槠和锥栗的直径分布规律。结果表明:对甜槠和锥栗分别模拟其直径分布,均取得了较理想的效果,说明立地条件的差异对直径分布无明显影响;在拟合株数累积百分数和相对直径关系时,Richards模型与Logistic模型对比三次函数而言,不但在精度上更胜一筹,而且有着三次函数所不具备的生物学意义,并且Logistic模型更适合甜槠,Richards模型更适合锥栗;在模拟株数和直径相关关系时,Weibull分布函数对甜槠和锥栗均较优,而正态分布函数对甜槠可行,对锥栗模拟效果不理想。研究结果可为估测栎类天然次生林的直径结构,以及对栎类天然次生林森林经营及森林质量提升提供参考依据。

湖南省栎类次生林冠幅-胸径模型模拟研究

以湖南省51块样地的151株栎类优势木作为研究对象,构建了含固定效应的冠幅-胸径模型,以期为湖南省栎类次生林的经营管理提供理论支撑。首先,从5个合适的冠幅-胸径候选模型中,选取一个拟合效果最好的作为基础模型。然后,采用数量化方法I,在林分类型、树种、优势木高、林分密度等4个林分因子中,筛选出对冠幅影响显著的因子,将其作为固定效应分别加在基础模型的参数上,进行基础模型优化。最后,利用决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE),结合检验结果进行对比分析。结果表明:5个候选模型中,Quatriatic模型决定系数R^(2)最大(0.4832),误差MAE最小(0.7455)、RMSE是0.9308,模拟效果最优。4个林分因子中,仅有林分类型对冠幅影响显著(“Pr>F”<0.05)。以Quatriatic模型为基础模型,将林分类型作为固定效应加入其3个参数及其参数组合上,进行模型优化,最终确定以改进模型CW=0.1969+0.1658×D-0.0017×LFLX×D^(2)作为湖南省栎类次生林冠幅-胸径模型。此外,与基础模型相比,最终含林分类型固定效应的冠幅-胸径模型拟合精度R^(2)(0.7743)得到大幅提升。含固定效应模型可有效解决天然混交林优势树种分布差异对冠幅预测的影响,提高了模型的精度与适用性。