北亚热带高山区日本落叶松林相容性生物量模型研究

研究在北亚热带高山区日本落叶松林内均匀设置51块标准地,对单木、灌草和林分的生物量进行测定并建模,再通过独立检测样地验证模型的精度。结果表明,日本落叶松单木生物量模型以D2H为参数的拟合精度高于仅以D为参数的模型,其中幂函数B=4.6×(D2H)0.827对预测北亚热带高山区日本落叶松单木生物量效果最佳,γ值和F值分别为0.979和926.1,达极显著水平。以代数和关系模型为基础建立了单木各器官的相容性生物量模型,树干(96.3%)和树皮(92.1%)的预报精度高于树叶和树根的精度(86.3%和88.4%)。灌草层生物量的估计误差与样品干、鲜质量的测量精度以及抽样误差密切相关。采用逐步回归法对郁闭度C、平均林龄A、平均胸径D、平均树高H、林分蓄积M、林分密度N、胸高断面积B这7个自变量进行有效选优,构建了北亚热带高山区日本落叶松生物量预测模型B=-20.01+36.87C+0.36M-0.62D+2.51H+0.34A(精度达94.4%),通过联立方程组方式解决了生物量模型中总量与各分量的相容性估计问题。在建立的相容性模型系统中,乔木层的生物量预估精度为95.4%,高于林下灌草层(83.2%和80.09%),乔木层中以树干生物量预估精度最高(96.89%),其次为树冠生物量(95.47%),树根生物量的预报精度较低(89.91%)。

海南岛桉树相容性生物量模型的研究

为建立更加准确的桉树单木生物量模型,并为准确估算海南岛桉树人工林生物量提供方法,以海南岛桉树90株样木的生物量实测数据为基础,利用非线性度量误差联立方程组方法,建立了桉树相容性生物量方程,采用分级联合估计方法进行了全树生物量与6个组分(树干、地上部分、树枝、树叶、树冠、根系)的相容性生物量的估计。结果表明:所建的一元、二元相容性生物量模型的确定系数均在0.85以上,最高达0.99,在胸径基础上增加树高变量对改进生物量的预估效果不显著。与独立生物量模型相比,相容性模型的预估效果较独立模型好,随着解释变量的增加,对根系生物量的拟合效果改进尤为凸显。总体而言,相容性模型基本满足森林生物量计量的精度要求,研究结果在确定国家温室气体清单的森林碳储量和海南省LULUCF碳汇计量监测方面具有重要意义。

蔡家川流域人工刺槐生物量模型的构建与比较

利用蔡家川流域不同立地条件下48株刺槐样木生物量的实测数据,以胸径、树高、冠幅、冠长及胸径、树高的复合因子为自变量,构建生物量异速生长模型、多元线性模型和相容性生物量模型。采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、估计标准误差(SEE)、总相对误差(TRE)、平均相对误差(ARE)和平均百分比误差(MPE)等6个指标对模型进行拟合度和精确度的检验。结果表明:以胸径(D_(BH))、树高(h)的复合因子构建的生物量模型估测效果较好。3种模型的检验指标均在可接受的范围内,均适用于蔡家川流域刺槐生物量的预测。其中,多元线性模型对树枝、树叶生物量预测效果最佳,预测精度为90.11%和89.72%;相容性生物量模型对总树干、根系和总生物量的预测精度高达91.38%、90.83%、93.90%,并且解决了各器官生物量与总生物量的相容性问题。构建的模型中,相容性生物量模型的估测效果最好,多元线性模型和生物量异速生长模型次之。

相容性单木生物量模型估计方法的比较——以青冈栎为例

【目的】生物量模型是估算森林生物量的有效手段,非线性联立方程组是构建相容性生物量模型的常见方法。本研究以青冈栎为例,比较常用的2种生物量模型构建方法和3种参数估计算法,以期选出最好的生物量模型构建方法和算法,为生物量的模型计算和研究提供技术支撑。【方法】以南方25株青冈栎地上生物量实测数据为例,选择比例总量直接控制和代数和控制2种结构形式的相容性生物量模型,分别使用普通最小二乘法、二阶最小二乘法和三阶最小二乘法作为模型参数估计算法,建立地上总生物量与各组分生物量的相容性模型,比较不同相容性生物量模型的拟合效果。【结果】在3种参数估计算法下,2种结构的生物量模型均能解决地上生物量与干、枝、叶各组分生物量之间的相容性问题,各组分生物量模型的确定系数都在0.8以上,地上生物量模型的确定系数最高,树叶生物量模型的确定系数最低;使用相同的参数估计算法,2种结构的相容性生物量拟合效果差异不大;对比3种参数估计算法,采用二阶最小二乘法和三阶最小二乘法拟合的相容性生物量模型的参数估计值和评价指标是一致的,而与普通最小二乘法差别较大,但使用普通最小二乘法的拟合精度更高,且计算过程更简单。【结论】鉴于林业实践中通常以计算地上生物量为主要目的,利用基于普通最小二乘法得到的比例总量直接控制模型,可以以较高的预估精度直接计算出地上生物量,具有良好应用前景。

鄂西山区日本落叶松林相容性单株生物量模型研究

在收集的36块标准地资料和建立的单株生物量模型基础上,基于非线性度量误差模型方法,对鄂西山区日本落叶松林相容性单株生物量模型进行研究。结果表明,鄂西山区日本落叶松单株生物量平均分配规律呈树干生物量>树根生物量>树冠生物量;所构建的日本落叶松相容性单株生物量模型,确定系数和预估精度均在0.90以上,模型拟合效果较好,预估精度较高,较好地解决了传统模型不相容问题;各组分生物量占总生物量的比例随直径的增大呈不同变化特点,客观反映了林木生物量随直径生长的变化规律。

黑龙江省东部地区红松人工中幼龄林生物量研究

运用非线性联立方程组建模理论建立红松立木相容性生物量模型，然后利用模型计算出人工红松各个样地林木各器官和样地总生物量。以林分年龄、林分平均胸径、林分密度等因素为制约条件，讨论分析林分生物量在林木各器官之间的分配规律，并且探究林分年龄、林木大小和林分密度的变化对林分生物量的影响。结果表明：幼龄红松人工林林分生物量与平均胸径成正相关关系；林分密度对林分生物量影响较大，并且随着密度的增大而增大，且最适合的林分密度范围是1 000~1 400 株·ha-1；红松人工幼、中龄林林分生物量各器官分配规律相同，表现为树干〉树根〉树枝〉树叶，地上生物量占林分生物量79%左右;林分地上和地下生物量大概呈3.8∶1的比例。

松嫩平原杨树人工林生态系统碳储量研究

利用设置在松嫩平原典型地区的6块杨树人工林样地和36株人工杨树解析木数据,建立了人工杨树相容性生物量方程,实测并分析了杨树人工林各个组成部分含碳率,估算并分析了人工杨树各个器官含碳量和杨树人工林生态系统碳储量密度特征。结果表明：胸径和年龄是影响人工杨树各个器官含碳率的主要因素,本研究中人工杨树各器官含碳率介于0.442 7~0.484 8之间。林下各层含碳率差异显著,枯枝层介于0.456 8~0.471 1之间,枯叶层介于0.368 3~0.445 4之间,半分解层介于0.418 4~0.460 0之间,草本层介于0.350 6~0.372 9之间。14~28年生人工杨树生物量和碳储量都随着林龄增长,树干生物量和碳储量所占整体比例稳定在0.60,树冠生物量和碳储量保持在0.17。14、21和28年生杨树人工林生态系统碳储量分别为230.644 9、280.906 4、和356.497 3 t/hm2,各部分碳储量大小排序为土壤层〉植被层〉凋落物层,该地区林下植被主要以草本为主,乔木层碳储量占植被层碳储量的比例超过了99%。由于该地区土壤层深厚,生态系统碳储量主要以土壤层为主,并且随着林龄增大而增加,14、21和28年生杨树人工林生态系统土壤层碳储量分别为216.562 6、262.359 8和335.358 1 t/hm2,所占生态系统比重都超过了93%。