浅析理查德方程拟合树木高生长模型及参数求定

在林学方面,描述树木及林分生长过程时,理查德方程是近代应用最为广泛、适应性较强的一类生长曲线方程。笔者就速生树种杉木进入中龄林后用理查德方程拟合树木高生长模型并求定参数,在此与大家做一交流。

理查德方程的参数求定

在编制立地指数表时常用以下三种半线性方程:其中尤其是(1)式理查德方程,受到应用者的普遍推崇。虽然有些文章介绍了它们的参数求定方法,但由于写得深奥,多数读者仍不知所云。下面试介绍一种浅易的解法,以飨读者。

高淳区檫木生长拟合理查德方程模型分析

用理查德方程分析树木的日常成长历程,在当前的科技水平条件下,可以说是比较先进了,而且最终的研究结果可信度也比较高.就速生树种檫木用理查德方程拟合树高、材积生长模型并求定参数,求算连年生长量、平均生长量和数量成熟期,在此与大家做一交流.

林窗模型中树高直径关系方程分析——以小兴安岭红松林主要树种为例

为了更准确地描述树高与直径的关系，文章综合分析了广泛应用于林窗模型中的四个数学方程，即二次曲线、幂函数方程、理查德方程和单分子方程。通过理论分析和对红松林内主要树种树高和直径关系的非线性回归分析及预测精度检验后，结果表明，理查德方程和单分子方程是林窗模型中描述树高和直径关系的最优模型。

木荷树种几种直径生长方程的应用比较

以顺昌埔上国有林场40年生木荷人工林标准地上分径阶选取的解析木为材料,综合分析广泛应用于直径生长模型中的3种方程:理查德方程、单分子方程及罗辑斯蒂克方程,通过分析木荷直径生长过程所得的相关系数及剩余标准差的检验,以得到最适合木荷直径生长规律的生长方程类型。

CASC2D模型与GSSHA模型在栾川流域的径流模拟

为研究半干旱半湿润流域复杂产流机制下不同模型结构对于径流模拟的影响,选取栾川流域为研究对象,在采用相同的DEM、土地覆盖以及土壤资料的前提下,利用基于超渗产流机制的CASC2D模型以及在其模型结构基础上改Green-Ampt方程为理查德方程计算下渗并增加地下水径流的GSSHA模型对1964—2000年间的8场洪水进行径流模拟。结果表明,GSSHA模型在栾川流域获得较好的模拟效果,除峰现时差外,GSSHA模型在洪峰、径流深模拟以及确定性系数方面均比CASC2D模型有较大提升。

求解非均质多孔介质中非饱和水流问题的一种自适应多尺度有限元方法——Ⅰ.数值格式

为了有效地模拟跨越多个尺度的非均质多孔介质中的非饱和水流问题,本文提出一种自适应多尺度有限元方法。该方法能在一个粗尺度网格上精确而有效地获得具有非均质系数的非饱和水流方程的粗尺度解。其基本思路是使用修改的皮卡迭代格式来处理方程中的非线性性和构造一种自适应多尺度基函数来捕捉方程系数中的时空变异性。本文详细地描述了构造这一方法的原理并且给出了一种相应的算法。

求解非均质多孔介质中非饱和水流问题的一种自适应多尺度有限元方法——Ⅱ.数值结果

为了验证作者在本文第Ⅰ部分所提出的自适应多尺度有限元方法的有效性与精确性,在第Ⅱ部分对水力参数是随机生成的呈对数正态分布的非饱和水流问题进行了数值试验。数值算例分别考虑了具有各向同性和各向异性相关结构的水力参数场。计算结果表明:自适应多尺度有限元方法的粗尺度解与参考的细尺度解之间具有很好的一致性:在Dirichlet和Neumann入渗上边界条件下,在粗网格中该方法能够有效地抓住细尺度解的大尺度结构,而且,在每一时间步,只有大约1/6的多尺度基函数需要重新计算。此外,还进一步地讨论了自适应粗网格方法的收敛性和重构细尺度解的可比性。数值结果表明:随着粗网格被细分,粗尺度解将收敛到细尺度的参考解,而重构的细尺度解可以很好地近似参考的细尺度解。

孟家岗落叶松人工林标准树高模型的研究

利用理查德方程构建落叶松树高生长模型。以黑龙江省佳木斯市孟家岗实验林场落叶松人工林为研究对象,基于78块落叶松人工林标准地中100株样木作为解析木。根据地位级指数的定义对理查德方程进行推导,确定落叶松树高生长模型。在MATLAB技术的支持下,根据林分实际数据使用模型参数估计算法求得模型参数k和c的最优值。经过模型误差的检验,结果表明误差E<0.05,该树高生长模型可以用来模拟落叶松树高生长过程。

卫闽林场杉木人工林经验收获表的研制

采用理查德方程建立杉木人工林平均胸径、平均树高、单位面积蓄积量和株数的生长模型,结合有关公式编制了杉木人工林经验收获表,该表经检验证明适用,可用于林分生长收获预估和小班资源数据更新。

太行山区油松人工林地位指数表的编制

收集了太行山范围内人工林标准地３０９块，利用理查德方程配置树高导向曲线，相关系数达０．９４，拟合效果最佳，能反映树木生长的规律。采用等斜率法编制了太行山区油松人工林地位指数表，经检验适合性达到编表要求，各指数级预报精度都在９２％以上。因此，该表可以在太行山区使用，能较准确地评价太行山区油松人工林的立地质量。

猴樟苗木年生长规律初探

采用猴樟一年生播种苗和移植苗统一定株观测的方法 ,搜集了观测的数据 ,用理查德方程拟合了生长过程 ,根据模型行为分析比较了不同类型苗增长率的旬变化。

配电线路树障隐患预测研究

针对树障隐患严重威胁配电线路安全运行的问题,对广东地区配电线路走廊内的典型树种进行调查研究,建立以理查德方程为基础的树高生长预测模型,相关偏差检验结果表明模型精度较高,能精确预测未来一段时间内的树木高度,结合导线弧垂模型,计算不同负荷情况下的导线弧垂大小,建立了树线净空距离模型,通过预测导线与树木的净空距离,实现了树障隐患实时检测和树障风险评估与预测的功能,避免了由树木生长过高和导线弧垂增大所引起的树木闪络故障发生,保障了配电线路安全稳定运行。

武夷山马尾松人工林树高曲线模型的研究

在武夷山马尾松人工林中,结合伐区调查设计采集613株胸径树高测定值的成对数据,分析树高曲线变化规律,并用9个非线性方程进行拟合对比,残差平方和、决定系数、F统计量及平均误差来衡量树高曲线模型的优劣。结果表明:用理查德方程拟合武夷山马尾松人工林的树高曲线,效果最佳,其次为逻辑斯谛方程和科夫方程,拟合效果最差的是双曲线函数和指数函数。建模对比结果在武夷山市森林资源调查,尤其是伐区调查设计中有参考应用价值。

福建杉木林分生长模型研制及应用

使用福建省“一类”和“二类”调查样地中杉木为优势树种的调查数据,采用理查德方程分林分起源和立地质量建立福建省杉木林分平均树高、平均胸径、每公顷蓄积量等调查因子的林分生长模型,采用改进单纯形法拟合求解参数。建立的杉木各类林分因子生长模型相关系数在0.917 8~0.993 6。经过检验,模型的相关系数R均在0.97以上,精度P均大于97%,达到应用要求,可以为福建省森林资源动态监测和管理提供依据。

沙县杉木人工林经验收获表的编制及应用研究

对杉木人工林的单位面积蓄积量、平均胸径、平均树高以及株数的生长模型采用民理查德方程来进行计算,并结合了相关公式编制了一份收获表,收获表在经检验后表明据有一定的科学依据,非常适宜,对林分生长收获的预估和小班资源数据更新有着非常重要的作用,文中最后给出了应用经验收获表进行生长收获预估的实例。

牡丹江林区白桦地位指数表的编制

白桦在黑龙江省分布较广,是次生林的重要组成树种。木材的应用前景十分广阔。编制适用的白桦地位指数表,有很强的实用价值。为此,我们利用东京城、柴河、大海林、穆棱、八面通、迎春、海林、东方红、林口、绥阳等十个林业局548块,自桦标准地数据编制出地位指数表,供生产试用。 经过充分论证,选定以查普曼一理查德方程拟合曲线为导向线,基线年龄定为50年,级距定为2米,见地位指数表。

连城县杉木人工林树高生长状况分析

利用连城县杉木人工林的树高进行理查德曲线方程的拟合,得出其各立地质量等级的理论树高,并分析立地质量等级及经营管理水平对杉木人工林树高的影响。

塞罕坝地区华北落叶松生长过程的研究方法

该文运用测树学、森林经理学等有关理论和技术,运用地面样地调查和统计学知识,为塞罕坝地区主要针叶树种华北落叶松生长过程研究提供研究方法,即利用解析木资料,构建Richards生长方程,对当地主要针叶树种华北落叶松生长过程进行分析。通过对多年从事塞罕坝机械林场森林调查设计实践所总结材料研究,结果表明,利用理查德(Richards)生长方程拟合单木生长模型,其相关性较好,精度较高,具有良好的实际应用效果。