双江县不断发展壮大竹产业

近年来,临沧市双江拉祜族佤族布朗族傣族自治县紧紧围绕建设“林业资源大县、林业产业强县、林业景观美县”的目标,依托退耕还林、森林抚育、造林补贴、竹产业发展、生态公益林补偿等一系列林业重大项目,不断发展壮大竹产业。

滇西南巨尾桉人工林林木根径与胸径的相关关系研究

为研究巨尾桉人工林根径和胸径的相关关系,解决森林资源管理工作中通过伐桩测算立木蓄积量的实际问题,选取138株树干通直圆满、无分杈的巨尾桉人工林样木,分别用于编表样本(103株)和检验样本(35株)。采用模型优选法,以线性方程、对数方程、二次方程、三次方程和幂函数5个数学模型作为备选模型,以离差平方和(SSR)、相关指数(R^(2))、总相对误差(RS)、相对误差平均值(REA)、相对误差绝对值平均值(REAA)和残差(SR)分布图作为模型的评价指标,使用103株编表样本数据进行拟合评价和适用性检验。结果表明,三次方程:D=3.082534+0.080122DR+0.046354DR^(2)-0.000920DR^(3),适合作为巨尾桉根径-胸径数学模型,适用于双江县巨尾桉人工林。研究编制的巨尾桉一元材积表:V=0.056922-0.016103 D^_(i)+0.001738 D^_(i)^(2)-0.000015 D^_(i)^(3),通过适用性检验,达到了精度要求,可以在生产中使用。

巨尾桉人工林林分二元形高模型的研建

为研究巨尾桉人工林林分蓄积量与林分平均胸径和平均树高的相关关系,建立巨尾桉林分二元形高模型,为巨尾桉人工林伐区设计和森林资源资产评估提供科学实用的林分形高表,以云南省临沧市双江县巨尾桉伐区小班的标准地每木检尺及造材数据作为研究对象,分92个建模样本和31个检验样本。以标准地胸径实测值计算林分平均胸径和每公顷断面积,以双江县巨尾桉胸径-树高数学模型导算单株木树高值并计算林分平均树高,以双江县巨尾桉二元材积模型计算单株木材积并计算每公顷蓄积,进而计算林分形高值。应用92个标准地林分平均胸径、平均树高和形高值作为建模样本,选择有代表性的8个二元形高数学模型作为备选模型,使用SPSS21.0软件非线性回归分析方法对各模型进行拟合评价,以拟合优度(R^(2))、均方差(RMSE)、平均绝对偏差(MAD)、总相对误差(RS)和预估精度(P)作为评价指标,8个备选模型的评价结果表明:建模样本拟合效果最好的模型为FH=sH^(b)D^(c)和FH=sH^(b)/D^(c),经综合比较,选定模型FH=sH^(b)/D^(c)作为双江县巨尾桉人工林林分二元形高模型,代入参数值后的模型表达式为FH=4.555080H^(-0.479807)/D^(-0.749612)。使用31个检验样本进行适用性检验的结果表明:模型总相对误差(RS)为-0.6%,在±5%的误差范围内;F检验的F统计量为2.12,小于F_(0.05)(1,29)的查表值4.18,通过F检验。各项评价指标及适用性检验结果表明,本模型适合作为双江县巨尾桉人工林林分二元形高模型,根据本模型导算的林分二元形高表可以在森林蓄积量调查生产实践中应用。

滇西南巨尾桉人工林木根径、胸径与树高模型研究

为研究巨尾桉人工林林木根径、胸径与树高数学模型,在滇西南的双江县选取138株(其中建模样本103株,检验样本35株)树干健全、通直圆满、无分杈的巨尾桉人工林样木,采集其根径与树高、胸径与树高成对数据。利用SPSS 21.0回归分析,分别建立线性方程、对数曲线、指数曲线和Logistic曲线等11个数学模型,以决定系数(R^(2))、估计值的标准误(SEE)、均方差(RMSE)、平均绝对偏差(MAD)、相对误差(RS)、模型预估精度(P)、显著性(Sig)P值作为模型评价指标,对比11个模型的拟合效果。结果表明,11个根径—树高模型显著性(Sig)P<0.001,其中有9个模型的预估精度大于97%,回归方程达到极显著水平,拟合效果较好;11个胸径—树高模型显著性(Sig)P<0.001,其中9个模型的预估精度大于97%,回归方程达到极显著水平,拟合效果也较好。通过对各项评价指标进行比较分析,确定三次项曲线H=a_(0)+a_(1)DR+a_(2)DR^(2)+a_(3)DR^(3)是拟合效果最好的根径—树高数学模型,代入拟合参数后的根径—树高数学模型表达式为H=11.069901-0.729389DR+0.096782DR^(2)-0.001984DR^(3);线性方程H=a_(0)+a_(1)D是拟合效果最好的胸径—树高数学模型,代入拟合参数的胸径—树高数学模型表达式为H=4.818702+0.891217D。

利用削度方程编制巨尾桉材种出材率表的研究

以云南省临沧市双江县138株巨尾桉人工林造材样木为研究材料,分编表样本103株,检验样本35株,选择国内外常用的8个削度方程作为备选方程,根据编表样本的造材数据,应用SPSS软件进行非线性回归分析拟合削度方程参数,根据国内现行材种出材率表编制技术规程的相关要求,以离差平方和、相关指数和一定高度树干直径实测值与削度方程估计理论值之间的偏差、绝对偏差、相对均方差和平均相对偏差作为评价指标进行对比分析,结果表明:备选的8个削度方程中d/D=[(H-h)/(H-1.3)]^(f(D,H,h))拟合精度最高,相关指数(R^(2))为0.97957,适用于作为编制巨尾桉材种出材率表的最佳削度方程。在确定编表削度方程的基础上,建立树干去皮与带皮直径回归方程和树皮率回归方程,进行理论造材、以编表样本数据编制材种出材率表,根据材种出材率表编制技术规程的技术要求,分别进行编表精度检验和使用精度检验。编表精度检验的结果表明,巨尾桉一元出材率表主要材种胶合板原木平均系统误差为-0.06%,造纸原木平均系统误差为2.80%,经济材平均系统误差为1.43%;二元出材率表主要材种胶合板原木平均系统误差为-0.72%,造纸原木平均系统误差为1.12%,经济材平均系统误差为0.24%,各项检验指标均在误差范围内。以35株检验样本的造材数据主要材种出材率实测值与编表理论值进行置信椭圆F-检验的结果表明,胶合板原木、造纸原木、经济材的F-统计量分别为1.99、0.18和0.73,均小于F_(0.01)(2,32)的临界值5.34。研究结果表明,以d/D=[(H-h)/(H-13.)]^(f(D,H,h))为模型进行理论造材,可以编制精度较高的巨尾桉材种出材率表。

巨尾桉人工林立木材积表的编制

根据国内现行立木材积表编制技术规程的相关要求,选择6~22 cm径阶巨尾桉人工林138株样木,按2 m(树高10 m以上)或1 m(树高10 m以下)区分段规范造材作为样木,以其中的103株样木作为建模样本,分别选择国内外有代表性的6个一元材积回归方程和9个二元材积方程,应用SPSS软件进行非线性回归分析,以Levenberg-Maquar迭代法对各方程进行拟合并求解各方程参数,以离差平方和、相关指数、总相对误差、相对误差平均值、相对误差绝对值平均值、预估精度和残差分布作为评价指标进行对比分析。结果表明,建模样本可选择的一元材积回归方程以中岛广吉式(V=a_(0)d^(a_(1))a_(2)^(d))为最佳,相关指数(R^(2))为0.95881,总相对误差(RS)为0.15488%;二元材积方程以迈耶(1949)式(V=a_(0)+a_(1)d+a_(2)d^(2)+a_(3)dh+a_(4)d^(2)h)为最佳,相关指数(R^(2))为0.99022,总相对误差(RS)为0.9926%,相对误差绝对值平均值(REAA)为7.97929%。以其余的35株样木作为检验样本,分别对中岛广吉式一元材积回归方程和迈耶(1949)式二元材积方程进行检验。中岛广吉式一元材积回归方程总相对误差(RS)为4.25673%,通过独立样本t检验,F<F_(0.05),表明模型适用;迈耶(1949)式二元材积方程总相对误差(RS)为0.32506%,相对误差绝对值平均值(REAA)为2.32762%,通过独立样本t检验,F<F_(0.05),表明模型适用。

巨尾桉人工林林木二元形高模型的研建

为研究巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)人工林林木二元形高模型,利用编制双江县巨尾桉二元立木材积表的138株造材样木实测数据(随机划分编表样本103株,检验样本35株),使用SPSS 21.0软件非线性回归分析工具对8个常用的二元形高备选模型进行拟合,根据分析计算的相关指数(R2)、均方差(RMSE)、平均绝对偏差(MAD)、总相对误差(RS)、模型预估精度(P)等指标对模型进行统计分析和综合评价,结果表明:模型FH=aHb Dc和FH=aHb/Dc的各项评价指标综合得分并列最高,基于国内外林学界在二元形高模型方面的应用传统,本研究选定FH=aHb/Dc作为巨尾桉人工林林木二元形高的编表模型,代入参数值的模型表达式为FH=0.633358 H^(1.356645)/D^(0.493597)。使用35株检验样本实测数据进行适用性检验的结果表明:模型的相关指数(R2)为0.90480,估计值的均方差(RMSE)为0.61151,平均绝对偏差(MAD)为0.50557,总相对误差(RS)为1.561%,预估精度(P)为98.52%;经残差检验,检验样本残差图以横轴为中轴线分布均匀;经进行F检验,计算得F值为0.96,小于F_(0.05)(1,33)的查表值4.14。生产性检验的结果表明:模型的相关指数(R2)为0.99035,估计值的均方差(RMSE)为3.37780,平均绝对偏差(MAD)为2.85151,总相对误差(RS)为1.836%,预估精度(P)为99.48%。编表样本和检验样本的各项评价指标结果表明,模型FH=0.633358 H^(1.356645)/D^(0.493597)的拟合精度高、误差小,适合作为巨尾桉人工林林木的二元形高模型,以此为基础编制的二元形高表可以在生产实践中应用。

巨尾桉根径一元材积表的编制

使用编制县级巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)胸径一元材积表的138株解析木,分编表样本103株,检验样本35株。以根径立木材积表编制技术规程推荐的13个根径-胸径回归方程作为备选模型,根据103株编表样本的根径和胸径数据,应用Levenberg-Marquardt迭代法进行拟合评价,以离差平方和、相关系数、总相对误差、相对误差平均值、相对误差绝对值作为评价指标,选择拟合效果最好的回归方程作为编表模型。编表样本各备选回归方程评价指标的结果表明:根径-胸径回归方程以D=a_(0)+a_(1)×DR+a_(2)×DR^(2)+a_(2)×DR^(3)为最优,主要的两项评价指标相关系数(R)为0.98148,总相对误差(RS)为0.03358%,显示回归模型具有很高的拟合精度。经使用35株检验样本对优选的根径-胸径回归模型进行适用性检验,结果显示:总相对误差(RS)为1.43519%,在±5%的误差范围内;相对误差绝对值平均值(REAA)为5.93209%,在10%的误差范围内;F检验统计量为1.08,小于F_(0.05)(1,33)的临界值4.14,检验的结果表明模型适用。本文通过根径和胸径回归备选模型拟合、评价选优和适用性检验,利用最优根径-胸径回归方程中两个变量之间的回归关系,以编表样本中最小根径和最大根径值作为编表的根径幅度,以1 cm作为根径一元材积表的径阶距,导入县级巨尾桉胸径一元材积表公式V=0.000256 D^(2.281034)1.013750^(D),编制形成巨尾桉根径一元材积表。

巨尾桉林分直径结构与材种出材率模型

为研究巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)林分直径结构与林分材种结构的相关关系,构建高精度的林分材种出材率模型,以云南省临沧市双江县123个巨尾桉伐区小班的标准地每木检尺及造材数据作为研究对象,分82个建模样本和41个检验样本。在建模样本中,分别使用林分平均胸径、径阶林木株数比率模型和径阶断面积比率模型计算标准地林分材种出材率,分析评价基于这3种方法计算的林分材种出材率预测值与实测值的编表精度。建模样本的拟合评价结果显示,使用林分平均胸径测算的造纸原木、胶合板原木和经济材林分材种出材率平均系统误差分别为21.03%、-30.37%和1.7%,总体误差较大;基于径阶林木株数比率模型构建的造纸原木、胶合板原木和经济材林分材种出材率模型的相关指数R^(2)分别为0.80057、0.79612、0.76195,基于径阶断面积比率模型构建的造纸原木、胶合板原木和经济材林分材种出材率模型的相关指数R2分别为0.99992、0.99918、0.99914,径阶断面积比率模型构建的林分材种出材率模型精度最高。使用41个检验样本的林分材种出材率预测值与实测值数据,对径阶断面积比率模型构建的林分材种出材率模型进行检验,结果显示:造纸原木、胶合板原木和经济材林分材种出材率的平均系统误差分别为0.27%、-0.22%和-0.02%,具有很高的编表精度;置信椭圆F-检验的结果造纸原木、胶合板原木的F-统计量分别为1.48和1.54,均小于F_(0.01)(2,38)的临界值5.21;对经济材预测值与实测值进行独立样本t检验的结果显示,经济材林分材种出材率预测值与实测值两总体样本没有显著差异。研究表明,径阶断面积比率模型能更准确地反映林分的直径分布状态,以此为基础可以构建高精度的林分材种出材率模型。