湖南栎类次生林生长收获模型研究
发布时间：2020-07-04 19:32
【摘要】：林分生长和收获模型在预估林分生长动态、制定营林措施以及评定森林经营效果等方面有着广泛的用途。本研究以湖南省国家森林资源连续清查的栎类次生林为研究对象,选择数据完整、以栎类为优势树种且林分类型为天然次生林的176个固定样地(1989-2014年共6期)的复测数据作为研究数据。通过提出基于多期林木直径来估算异龄林年龄的方法、研制胸径地位指数表、构建相容性林分生长和收获预测模型、然后在建立的相容性林分模型的基础上加入样地层次的混合效应,建立基于混合效应模型的相容性林分生长和收获模型,为准确预测和模拟未来栎类林分的生长动态,建立符合栎类生长规律的收获表提供理论基础。(1)基于一类清查固定样地的多期直径测定数据,通过设定不同初始年龄的方法,选择理查德方程模拟多条直径-年龄生长曲线,然后依据树高生长到1.3m时的年龄对生长曲线进行准确定位,以此来估算林分单木、径阶以及林分的年龄。采用解析木数据对该方法进行检验,结果显示该方法在估算林分平均年龄和径阶年龄时平均相对误差在10%以内,效果较好,可以应用于科研和实践中。(2)编制湖南栎类天然次生林胸径地位指数表,首先选择逻辑斯蒂方程作为导向曲线方程,根据胸径变动系数随年龄变化趋于平缓时的年龄作为基准年龄,根据基准年龄时胸径的绝对变动幅度以及指数级个数的比值确定指数级距,确定基准年龄为40 a,指数级距为3 cm;然后利用标准差调整法、变动系数调整法以及相对胸径法分别编制湖南栎类天然次生林胸径地位指数表;最后根据胸径理论值和实际值进行卡方检验的结果以及同一个样地的地位指数跳级情况,判别地位指数表的准确程度,结果表明相对胸径法编制的地位指数表精度最高。(3)采用二步最小二乘法和三步最小二乘法对构建的相容性林分生长和收获模型的联立方程组进行拟合,并利用平均误差、平均绝对相对误差、均方根误差(RMSE)、预测精度和决定系数(R2)等评价指标对拟合结果进行精度评价,最终选择误差最小,精度最高的二步最小二乘法进行联立方程组的拟合。模型异方差的问题采用原函数的倒数作为权函数,对联立方程组模型进行修正,根据模型修正后的残差分布图分布均匀,可以说明较好的解决了模型异方差问题。(4)应用混合效应模型方法对相容性林分生长和收获模型进行模拟,最终选择b3作为期初林分蓄积模型的混合效应参数,a2作为期末林分断面积模型的混合效应参数时的模型拟合效果最好。并且考虑模型异方差问题时,选择幂函数作为异方差结构的模拟效果最好;考虑时间序列自相关性时,AR(1)结构矩阵模型作为自相关结构的模拟效果最好。利用验证数据计算混合效应模型的平均误差、平均绝对相对误差、均方根误差(RMSE)以及预测精度四个检验评价指标,发现混合效应模型方法的四个评价指标值均优于加权二步最小二乘法的评价指标值,且混合效应模型方法的残差分布图分布均匀,分布范围也大大减小,说明加入异方差结构和自相关结构的混合效应模型方法的拟合效果要优于加权二步最小二乘法的拟合效果。混合效应模型不仅可以通过不同的方差协方差矩阵结构修正随机效应参数来描述样地间的变化,而且可以通过异方差结构和自相关结构来解释模型异方差的问题和连续测量数据的时间序列相关性。因此,加入混合效应可以有效的提高模型的适用性和预测的准确性。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S758;S792.18
【图文】：
于是有ｔ２＝＾＾＋ｔｌ，于是得到第二株林木６期坐标信息为（Ｄ２１，逡逑ｔ２）、（Ｄ２２，ｔ２＋５）、（Ｄ２３，ｔ２＋１０）、（Ｄ２４，ｔ２＋１５）、（Ｄ２５，ｔ２＋２０）、（Ｄ２６）逡逑ｔ２＋２５），如图３．１ａ所示。以此类推，第ｎ株林木６期的坐标信息为（Ｄｎｌ，ｔｎ）、逡逑（Ｄｎ２，ｔｎ＋５）、（邋Ｄｎ３，ｔｎ＋１邋0）、（Ｄｎ４，ｔｎ＋１５）、（Ｄｎ５，ｔｎ＋２０）、（Ｄｎ６，ｔｎ＋２５），逡逑其中＝邋５０似－阳化以＋逦于是只要假定一个ｔｌ就可以分别得到样地内栎类逡逑Ｄ｛ｎ－ｉ）２￣Ｄ｛ｎ－ｉ）ｉ逡逑树种全部的直径－年龄的坐标信息，如图３．１ｂ所示，同理也可以得到样地内其他逡逑优势树种以及其他样地内各优势树种的直径－年龄的坐标信息。逡逑１８逡逑
湖南栎类次生林生长收获模型研究逡逑动幅度一致，即当起始年龄＾的设定值X椉樱保澳晔保で哂耄刂岬慕坏悖
本文编号：2741492
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S758;S792.18
【图文】：
于是有ｔ２＝＾＾＋ｔｌ，于是得到第二株林木６期坐标信息为（Ｄ２１，逡逑ｔ２）、（Ｄ２２，ｔ２＋５）、（Ｄ２３，ｔ２＋１０）、（Ｄ２４，ｔ２＋１５）、（Ｄ２５，ｔ２＋２０）、（Ｄ２６）逡逑ｔ２＋２５），如图３．１ａ所示。以此类推，第ｎ株林木６期的坐标信息为（Ｄｎｌ，ｔｎ）、逡逑（Ｄｎ２，ｔｎ＋５）、（邋Ｄｎ３，ｔｎ＋１邋0）、（Ｄｎ４，ｔｎ＋１５）、（Ｄｎ５，ｔｎ＋２０）、（Ｄｎ６，ｔｎ＋２５），逡逑其中＝邋５０似－阳化以＋逦于是只要假定一个ｔｌ就可以分别得到样地内栎类逡逑Ｄ｛ｎ－ｉ）２￣Ｄ｛ｎ－ｉ）ｉ逡逑树种全部的直径－年龄的坐标信息，如图３．１ｂ所示，同理也可以得到样地内其他逡逑优势树种以及其他样地内各优势树种的直径－年龄的坐标信息。逡逑１８逡逑
湖南栎类次生林生长收获模型研究逡逑动幅度一致，即当起始年龄＾的设定值X椉樱保澳晔保で哂耄刂岬慕坏悖
本文编号：2741492
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/lylw/2741492.html
