基于气候因子的杉木人工林削度方程构建

【目的】基于湖南省永州市75块杉木人工林样地的调查数据,构建含气候因子的杉木人工林树干削度方程,为后续研究气候因子对杉木树干削度的影响提供理论依据。【方法】从4个备选基础模型中选取1个最优的作为基础模型,使用数量化方法Ⅰ筛选出显著的气候因子,在此基础上,将气候因子和林分密度因子通过混合效应模型方法添至最优的基础模型中,确定最优的随机效应添加形式,从而构建含气候因子和林分密度因子的杉木人工林树干削度方程。【结果】Kozak(2004)模型为最优基础模型,其R_(a)^(2)为0.959 5;夏季平均最高温(T_(xmax))、生长积温(D_(D5))为影响树干削度显著的气候因子。单含林分密度因子的杉木人工林树干削度方程的R_(a)^(2)为0.971 0,均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.757 2、0.546 7,而含气候因子和林分密度的杉木人工林树干削度方程R_(a)^(2)为0.981 6,RMSE和MAE分别为0.603 4、0.431 2,相比最优基础模型R_(a)^(2)提升了2.3%,RMSE降低了32.56%,MAE降低了34.56%;相比单含林分密度因子的杉木人工林树干削度方程R_(a)^(2)提升了1.1%,RMSE降低了20.31%,MAE降低了21.12%。【结论】含气候因子的杉木树干削度方程的构建表明气候因子对树干削度有显著影响,其既提升了模型的拟合精度,同时也有利于杉木人工林经营管理措施的制定和林业数表的编制,为后续研究将气候因子添至削度方程中提供理论依据。

含气候效应的湖南杉木人工林断面积生长模型

【目的】气候对林分的影响不可忽视,但以往林分生长模型的构建大都假定气候不变,无法考虑气候变化下的林分生长。构建含气候效应的杉木断面积模型,可为森林经营者在气候影响下采取合理的杉木经营措施提供理论依据。【方法】基于湖南省638块杉木人工林样地调查数据,从4个具有生物学意义的备选林分断面积模型中选出最优基础模型,使用多元逐步回归分析筛选无严重共线性且显著的气候因子,运用混合模型将各显著气候因子作为随机效应添加至基础模型,确定最优随机效应添加形式,进而构建含气候效应的杉木人工林断面积生长模型。【结果】Richards式为林分断面积生长基础模型的最优形式,其调整决定系数(Ra 2)为0.8355;夏季均最高温(T_(max)、哈格里夫斯气候水汽亏损(C_(MD))分别影响杉木林分断面积生长的最大值与速率,且均与断面积生长呈负相关;含气候效应的杉木林分断面积模型调整决定系数(R_(a)^(2))为0.8921,均方根误差(RMSE)为3.0792,平均相对误差绝对值(MARE)为9.9011;相比最优基础模型,R_(a)^(2)提升了6.77%,RMSE降低了19.04%,MARE降低了15.95%。【结论】含气候效应的林分断面积模型的构建说明气候对林分生长的影响显著,为生长模型中考虑气候因子的合理性提供了支撑,其在提高模型精度与适用性的同时,对杉木区域性林分生长收获与经营管理也具有重要意义。

湖南杉木人工林单木干形特征及影响因子研究

以湖南杉木人工林单木为研究对象,采用变异系数法、单因素方差分析法、Pearson相关分析、多元线性回归分析法研究湖南杉木人工林单木形数的变化特征及其影响因子,研究结果表明:1)通过变异系数法得到杉木人工林单木实验形数的变异系数(0.1127)小于胸高形数的变异系数(0.2040),表明实验形数具有较好的稳定性。2)用单因素方差分析法研究不同树高级和胸径级的形数变化规律,结果表明杉木人工林单木,胸高形数在不同胸径级具有显著性差异(sig<0.05),二者呈负相关;实验形数在不同树高级具有显著性差异(sig<0.05),二者呈正相关。3)Pearson相关分析结果显示,胸高形数和实验形数的影响因子存在一定的差异。胸高形数与坡度呈极显著正相关(p<0.01),与坡位呈显著正相关(p<0.05),与海拔、林分年龄和胸径(D)呈极显著负相关(p<0.01)。实验形数与海拔呈极显著负相关(p<0.01),与林分密度和林分年龄呈显著负相关(p<0.05),与坡度和树高(H)呈极显著正相关(p<0.01),并与坡位、干湿度呈显著正相关(p<0.05)。4)多元线性回归结果表明,两种形数模型的拟合效果均显著(sig<0.05),胸高形数模型拟合调整后的R2为0.417,实验形数模型拟合调整后的R2为0.495,即回归方程可解释各自变异的41.7%和49.5%。