基于疤痕大小建立节子体积预测模型

【目的】以黑龙江省林口林业局、东京城林业局林场29块标准地中49株人工红松共计1207个节子数据为研究对象,并以其相关的数据为基础,构建节子体积预测模型,通过人工红松树干内部节子体积的分布规律分析,实现无破坏性地评价木材质量,为科学合理地利用木材提供参考。【方法】首先通过剖析法收集相关数据,查阅相关文献,建立基础模型;在构建混合模型时,引入样木与样地水平的随机效应,通过比较赤池信息准则AIC、贝叶斯信息准则BIC等评价指标,选出拟合效果最佳的混合模型;构建双水平嵌套混合模型时,将样木水平嵌套于样地水平中,根据拟合评价指标,得出最优的双水平嵌套混合模型。【结果】3种模型中,单水平混合模型与双水平嵌套混合模型的拟合精度均大于基础模型,AIC、BIC等评价指标显示,双水平嵌套混合模型在对节子属性的拟合效果更优于单水平混合效应模型。检验结果显示,基础模型的预测精度大于90%,两种混合模型的预测精度均在98%以上,说明构建的模型能够对节子体积进行较好地预测。【结论】基于双水平嵌套混合模型,不仅能实现无破坏性地预估节子体积,还能更加准确地体现人工红松树干内部节子体积的分布规律。实现无破坏性地评价木材质量,为科学合理地利用木材提供参考,进而提高经济收益。

红松树高-胸径的非线性混合效应模型研究

以吉林省汪清林业局的蒙古栎阔叶混交林和云冷杉阔叶混交林24块固定样地中的2 598株红松为研究对象,利用Chapman-Richards方程建立了不含随机效应与含随机效应的单木树高-胸径简单模型和广义模型。模型拟合和检验的评价指标主要包括调整决定系数(R_a^2)、平均相对误差绝对值(RMA)和均方根误差(RMSE)。对于混合效应模型,设计了随机抽取、抽胸径最大的树、抽胸径最小的树和抽平均木4种抽样方案计算随机参数,通过对比4种抽样设计下模型的误差统计量,分析了不同抽样设计下样本数量和预测精度的关系。结果表明:基于混合效应模型的红松单木树高-胸径模型拟合效果(简单模型的R_a^2在0.753~0.886之间,RMA在11.3%~15.1%之间,RMSE在1.38~2.01 m之间;广义模型的R_a^2在0.754~0.886之间,RMA在11.1%~15.0%之间,RMSE在1.38~2.01 m之间)优于不含随机参数的红松单木树高-胸径模型(简单模型的R_a^2在0.502~0.868之间,RMA在12.2%~17.8%之间,RMSE在1.42~2.65 m之间;广义模型的R_a^2在0.711~0.877之间,RMA在11.6%~17.2%之间,RMSE在1.41~2.10 m之间);包含随机效应的简单模型和广义模型拟合效果没有明显的差异,表明基于混合效应模型的单木树高-胸径简单模型可以很好地描述树高-胸径关系在不同森林类型、不同样地间的差异,因此不需要在树高-胸径模型中增加其他自变量;抽取平均木的抽样设计优于其他3种抽样设计,且抽取4株平均木时,预测精度提升最为明显,综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用包含随机效应的红松树高-胸径模型时,推荐在样地中抽取4株平均木测量其树高来估计随机参数。

思茅松天然林林分生物量混合效应模型构建

本研究以云南省普洱市的思茅松天然林为对象,调查了3个位点45块样地的林分地上、根系和总生物量。以幂函数模型为基础构建林分生物量的基本模型;采用混合效应模型技术,考虑区域效应随机效应,选择基本混合效应模型,并分析模型的方差和协方差结构,分别构建3个维量的区域效应随机效应的混合效应模型;考虑林分因子、地形因子和气象因子固定效应,构建含环境因子固定效应和区域效应随机效应的林分生物量混合效应模型。所有模型均采用拟合指标和独立检验指标进行评价。结果表明:1)从模型拟合情况看,考虑区域效应的随机效应模型均能显著提高一般回归模型的精度;在3类含环境因子固定效应模型中,含地形因子固定效应的区域混合效应模型均具有最低的AIC和BIC值,表现最好;2)就模型独立性检验看,除地形因子固定效应的林分根系混合效应模型外,其余模型均优于一般回归模型;考虑环境因子固定效应的混合效应模型与普通区域效应混合模型相比,各个维量模型的独立性检验指标表现不一,但总体上差异不大;3)综合考虑模型拟合和独立性检验结果,除林分根系生物量选择普通区域效应混合模型外,另2个维量均选择含地形因子固定效应和区域效应随机效应的混合效应模型。

马尾松与红椎等3种阔叶树种营造混交林的生长效果

对马尾松分别与红椎等3种阔叶树种及与杉木混交试验林的6年生和11年生林分生长数据进行了分析,结果表明:(1)6年生林分,混交小区及纯林小区中马尾松的平均树高为4.6 4.9 m,平均胸径为6.0 7.4 cm,不同混交组合间差异不显著,但在马尾松×米老排混交组合中马尾松生长不良;11年生林分,不同处理对马尾松平均胸径和蓄积量均有显著影响,其中,对照(马尾松纯林)的平均胸径和蓄积量最大,分别为12.6 cm和121.05 m3.hm-2;马尾松×米老排混交组合中马尾松的平均胸径和蓄积量最小,分别为8.7 cm和43.18 m3.hm-2。(2)11年生林分各树种平均树高顺次为:米老排(14.3 m)>红椎(10.2 m)>火力楠(9.9 m)>杉木(9.1 m)>马尾松(8.1m);马尾松×米老排组合中的马尾松和马尾松×红椎组合中的红椎,因林木生长竞争剧烈,需要及时间伐。(3)适合培育阔叶树种大径材的松阔混交组合有2种,分别为马尾松×红椎和马尾松×火力楠,而米老排以人工纯林方式造林效果好,初植密度建议为1 000 1 600株.hm-2。

长白山阔叶红松林中影响乔木幼苗存活的关键因素

应用广义线性混合模型,对长白山阔叶红松林中影响幼苗存活的生物因素和非生物因素进行分析。结果表明:(1)在群落水平上,幼苗存活率和生物因素中同种幼苗邻居显著负相关,说明在阔叶红松林群落中存在负密度制约效应。(2)生物因子和非生物因子对不同年龄阶段的幼苗存活率影响不同。对于1年生的幼苗,幼苗存活率与异种大树邻居呈显著负相关,与同种大树邻居呈显著正相关;对于2—3年生的幼苗,其存活率和同种幼苗邻居、同种大树邻居均呈显著负相关,和非生物因子相关不显著;对于4年生以上的幼苗,其存活率和土壤主成分分析的PC1(低的有机质、速效钾、速效氮等比较贫瘠的土壤)显著负相关。(3)种子的传播方式不同,幼苗存活率的影响因子也不同。对于风传播的物种,存活率与同种幼苗邻居密度显著正相关。对于重力传播的物种,幼苗存活率与土壤PC3(高的全氮和速效氮,含氮较高的土壤)、异种大树邻居、草本密度呈负相关,与林冠开阔度和草本盖度成正相关。(4)对于不同的物种,影响幼苗存活的因素也不同。紫椴的幼苗存活率与土壤PC3、异种大树邻居、草本密度呈显著负相关,与土壤主成分PC2(高的有机质和全氮等养分比较好的土壤)呈显著正相关。

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。

木麻黄-湿地松人工混交林中树木个体生长的竞争效应模型

竞争是影响树木生长的重要因素。树木间竞争包括地上和地下部分。本研究将树木间竞争影响范围分为两部分 :相邻树木存在树冠和根系接触部分称为内圈 ,树木间竞争影响包括地上和地下部分 ;内圈以外称为外圈 ,树木间竞争主要来自地下。同时依据竞争木树种划分竞争指数分量 ,由此构建竞争指数模型。以年材积生长量为因变量各竞争指数分量为自变量 ,通过多元回归分析建立了木麻黄湿地松混交林中树木个体生长的竞争效应模型 ,模型拟合效果好 ,回归结果与林分实际相符 ,从而为木麻黄湿地松混交林理论研究和合理经营提供科学依据。

基于抚育间伐效应的红松人工林枝条密度模型

【目的】分析抚育间伐对红松人工林枝条数量的影响,建立基于间伐效应的生物数学模型,为制定更加科学合理的间伐体制提供理论依据。【方法】基于黑龙江省林口林业局和东京城林业局不同林分条件及抚育间伐强度下的红松人工林49株解析木4 370组枝解析数据,利用R语言的nlme包,建立了基于抚育间伐效应的枝条密度单水平非线性混合模型,并利用调整决定系数(Ra2)、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、对数似然值(Log-likelihood)以及似然比检验(LRT)等评价指标对所收敛的模型进行评价。【结果】当地位指数和树木等级相近时,抚育间伐强度和冠长越大,枝条密度越大;当抚育间伐强度和树木等级相近时,地位指数和冠长越大,枝条密度越大;而抚育间伐强度和地位指数相近时,树木胸径与枝条密度呈负相关。基于样地效应的混合模型模拟精度均高于基础模型和基于样木效应的混合模型,最终选用含有总着枝深度(DINC)、相对着枝深度的自然对数(lnRDINC)、相对着枝深度的平方(RDINC2)、胸径(DBH)、抚育间伐强度与间伐年龄的比值(TI/TA)这5个随机效应参数的非线性混合模型为枝条密度最优预测模型,其R_(a)^(2)为0.825 7,均方根误差(RMSE)为2.171 4。【结论】基于抚育间伐效应的红松枝条密度最优非线性混合效应模型,不但能提高模型精度,还能更加准确地体现抚育间伐对林木枝条产生的影响。

安徽马尾松混交林及其经营模式研究

对安徽省４种马尾松混交林（松枫、松杉、松栎、松杜）进行调查分析和试验研究，结果表明：４种混交林单位面积蓄积量分别比对照纯林平均提高３５．３％、９０．７％、１６．８％和２５．５％；土壤有机质含量平均高于纯林１４８．５％，速效氮、磷、钾含量也均有提高。同时林内小气候条件有所改善，林分对病虫害的自我抑制能力有所增强。本文还分析了不同混交比例对林分生长及生产力的影响，提出了不同马尾松混交林的合理经营模式。

长白山阔叶红松林乔木幼苗组成及多度格局的影响因素

以长白山原始阔叶红松林样地为平台,以样方中胸径小于1 cm的乔木幼苗为研究对象,基于2018年两次的幼苗调查数据,利用广义线性混合模型分析影响群落乔木幼苗多度的生物邻体和生境因素。结果表明:该样地所有幼苗样方共调查到10064株乔木幼苗,累计17个物种,分属9科9属,水曲柳幼苗多度极高,在乔木树种幼苗中占优势地位;在群落水平,幼苗多度与异种大树效应、草本密度和林冠开阔度呈显著正相关,与草本盖度和土壤含水量呈显著负相关;在物种水平,水曲柳和紫椴幼苗多度的影响因素与群落水平筛选后的结果一致,红松幼苗多度与异种大树效应呈正相关,与同种大树效应及林冠开阔度呈负相关。该研究证实了生物邻体和生境因素共同影响幼苗多度格局,并且生物邻体和生境因素的相对重要性随幼苗物种种类不同而变化。

香格里拉高山松天然林林分蓄积混合效应模型构建

以云南省香格里拉的高山松天然林为研究对象,构建林分蓄积的混合效应模型;引入林分、海拔等环境因子的影响,构建含环境因子的林分蓄积混合效应模型,所有模型均采用拟合指标和独立样本检验进行评价。结果表明:混合效应模型相对于一般回归模型在林分蓄积拟合中有较高较好的拟合效果;引入环境因子的混合效应模型的拟合效果比一般混合效应模型要好;其中,引入林分因子的混合效应模型拟合效果最好;从模型独立性检验来看,一般混合效应模型的预估精度最高,绝对平均相对误差最小;引入环境因子后,混合效应模型的总相对误差以及平均相对误差有所减小,其中又以引入林分因子的混合效应模型的误差最小,表现最佳;一般回归模型无论在误差方面还是在精度方面都与混合效应模型有很大差距。

不同类型马尾松混交林结构与生产功能的耦合关系

【目的】研究马尾松混交林林分结构与生产功能之间的耦合关系,旨在探讨合理的马尾松混交林类型、混交比例及林分结构,为维持群落结构稳定和提高森林生产力提供理论依据。【方法】以贵州省黎平县德顺乡的马尾松混交林为研究对象,对其中典型马尾松×阔叶混交林、马尾松×杉木混交林共12块样地的立地因子和林木因子进行调查,并选择3块马尾松纯林样地作为对照,根据获取的调查数据,对平均胸径、平均高、郁闭度、混交度等9种林分结构因子进行主成分分析,并利用降维后的主成分因子建立林分结构与功能的耦合关系模型,对混交林林分生产功能进行评价。【结果】影响林分生产功能的结构指标主要为林分的平均胸径、平均树高、平均枝下高、林分密度指数以及混交比例。15个样地的生产功能评价值可以分成5个等级,当前马尾松纯林(第Ⅰ类)的生产功能指数最高。混交林中马尾松×杉木混交林(第Ⅱ类)生产功能最佳,以1∶2或2∶1均较适宜,密度在730~950株/hm^(2)之间,混交度为0.3~0.4,郁闭度0.6左右,大小比为0.48~0.49;马尾松×阔叶混交林以2∶1比较适宜,其中马尾松×米槠(1∶1)、马尾松×梾木(1∶1)、马尾松×木荷(2∶1)等都需要调整密度和组成比例。【结论】混交比例不恰当和林分密度偏大是影响马尾松混交林生产功能的两个关键因素,密度和混交比例不适宜的林分都需要进行调整,以提高混交林的生产功能。

红石林业有限公司阔叶红松林林分生长模型的构建

本文利用吉林森工红石林业有限公司森林资源调查2016年小班数据库,构建了阔叶红松林林分生长模型,并进行拟合精度检验,最终筛选出最佳的林分生长模型。结果表明:阔叶红松林的林分公顷蓄积量随林龄增加呈“S”型增长,选择的6个林分生长模型检验结果均达到显著水平,除了Korf模型参数b不在置信区间内,其余5个林分生长模型参数拟合结果均达到显著水平。Logistic模型的各项拟合精度检验结果较好,选择Logistic模型为红石林业有限公司阔叶红松林的最佳林分生长模型。

水曲柳红松混交林的研究(Ⅱ)——林分结构及效应分析

混交林分结构与效应分析结果表明:混交林为明显的复层林结构,由于林冠的相互镶嵌,增加了林分密度与相对削度,从而提高了林分产量和材种出材量;混交林可增加空间利用层次,使生物量空间分布合理,并且,根系分布较深,大小根比例适宜;两树种混交在物质的吸收、积累和归还方面更为协调,从而保证了林分的稳产、高产;林分结构与红松生长关系密切,及时调整林分结构是保证持续稳定高产的技术关键;开敞度K值以0.9—1.1为适宜,在25—30 a生适宜保留密度为1400—1700株/ha。

红松果材兼用林经营技术研究

以哈尔滨市郊的黑山林场和丹青河林场内红松林为研究对象,采用样方标准地调查法,研究了最适宜红松林生长的混交模式,林分条件(林分密度、土壤、坡度)对产果量的影响,以及抚育间伐模式对红松生长量的影响。结果显示:红松+黄檗混交对红松的生长促进作用最大;林分密度1 000株·hm-2左右红松生长发育最适宜;中下坡位和厚度较高的土壤更有利于红松的生长发育;抚育间伐模式对红松的影响是透光伐+疏伐+卫生伐>透光伐+疏伐>透光伐>不抚育间伐。

对红松黄菠萝混交林经营技术的探讨

红松(Pinus koraiensis Sieb et Zucc.)是东北东部山地的地带性树种和主要用材造林树种之一,也是重要的木本油料植物;黄菠萝(Phellodendron amurense Rupr.)是我国东北地区著名的三大珍贵阔叶树种之一。通过对柴河林业局群力林场红松黄菠萝混交林建设的研究,期望为今后的经营提供技术支持。

红松果材兼用林混交模式的试验研究

对红松果材兼用林造林混交模式的试验研究结果表明,采取红松与日本落叶松隔行混交造林,当日本落叶松达到工艺商品市场价值时,一次性采伐后,可收回投资成本,并获取较好利润,从而缩短投资周期,解决了营林生产中存在的红松结实前期无产出效益的实际问题。

辽东山区人工红松树高曲线研究

本研究以辽宁省清原县大边沟林场红松人工林为研究对象,基于不同林龄、不同立地条件、不同密度的36块人工红松固定样地的每木检尺数据,采用备选模型构建了辽东山区人工红松的树高曲线。利用拟合优度及检验指标,选取模拟人工红松树高曲线的最优模型。以最优模型为基础构建基于样地及样木2水平树高曲线混合效应模型。结果表明,所选取的模型是模拟人工红松树高曲线的最优模型,构建的2水平混合效应模型的精度显著高于单一水平的混合模型及基础模型,能够对辽东山区人工红松树高曲线进行比较好的模拟。

红松混交林凋落物氮储量及分解释放对土壤氮的影响

2012年5—10月,采用直接收获法,研究了小兴安岭地区云冷杉红松混交林和枫桦红松混交林两种林型凋落物的未分解层(L层)、半分解层(F层)和腐殖质层(H层)以及土壤表层(S层)氮储量及凋落物分解释放对土壤氮影响。结果表明:研究期间两种林型凋落物现存量变化范围分别为19.43~27.25和21.25~24.28 t·hm-2,氮储量变化范围分别为287.21~418.22和274.81~351.21 kg·hm-2,各层氮含量大小次序均为L>F>H>S;云冷杉红松混交林各层凋落物现存量及其氮储存量5月和9月达到峰值,每月氮储量从L^H层均增加,凋落物分解释放氮在F和H层易富集,输入到土壤中较少;枫桦红松混交林各层凋落物现存量及其氮储量5月和10月达到峰值,每月氮储量从L^H层均减少,氮在凋落物各层中均易迁移,输入到土壤中的氮比云冷杉红松混交林多;两种林型L、F、H层凋落物现存量以及H层氮含量与S层氮含量之间,L和F层凋落物现存量与H层氮含量之间均呈显著正相关。

基于线性混合效应的红松人工林枝条生物量模型

基于黑龙江省孟家岗林场60株红松解析木3643个枝条生物量的实测数据,利用全部子回归技术建立了枝条生物量模型(枝、叶和枝总生物量模型),最终选择lnw=k1+k2lnL b+k3lnD b为枝条生物量最优基础模型.利用SAS 9.3统计软件的PROC MIXED模块建立枝条生物量混合模型,并采用AIC、BIC、对数似然值和似然比等统计指标评价不同模型的拟合效果.结果表明:红松解析木的叶和枝总生物量混合模型以k1、k2、k3作为随机效应参数的拟合效果最好,而枝生物量混合模型以k1、k2作为随机效应参数的拟合效果最好.最后将枝条生物量最优基础模型与最优混合模型进行模型检验.混合模型各项指标优于基础模型,能有效地提高模型的预估精度,并且通过方差协方差结构校正随机参数来反映树木之间的差异.