东北林区针叶树树冠轮廓及特征因子模拟
发布时间：2021-01-26 16:05
森林是陆地生态系统的主体,是人类社会生存的物质基础。红松（Pinus koraiensis）、长白落叶松（Larix olgensis）、樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）是东北林区人工林建设中重要的三大造林针叶树种,对三大针叶树种的树冠轮廓及其树冠特征因子开展定量模拟是研究树冠生物量、树木竞争状态及林地生产力的基础,是研究树冠空间特征（如树冠表面积、树冠体积）的基础及模拟林分动态生长的依据,是制定针对三个针叶树种人工林科学合理经营决策的前提。本研究利用东北林区83株人工红松5123个枝条、139株人工长白落叶松12605个枝条、138株人工樟子松6421个枝条的解析数据,采用了分段抛物线方程、分段幂函数方程、分段单分子式方程、修正Kozak方程和修正Weibull方程对树冠的外部轮廓进行模拟。构建了以样木为单个水平的3个树种树冠外部轮廓的非线性混合效应模型和人工落叶松内部轮廓的线性混合效应模型。采用非线性分位数回归模拟了 3个树种不同分位点处的轮廓,并与基于每个树种选取的不同比例的最大枝条的边际回归模型进行比较,选取了模拟3个树种的外部轮廓模型、最...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 枝条及树冠特征因子
1.2.1 枝条特征因子概述
1.2.2 树冠特征因子概述
1.3 树冠轮廓概述
1.4 树冠轮廓研究进展
1.4.1 间接法研究进展
1.4.2 直接法研究进展
1.5 树冠特征因子模拟研究进展
1.6 树冠轮廓及树冠特征因子研究展望
1.7 研究内容
1.8 总体研究方案（含技术路线图）
2 研究区域概况及数据来源
2.1 研究地区概况
2.1.1 自然地理条件
2.1.2 气候
2.1.3 水系
2.1.4 土壤
2.1.5 动植物资源
2.2 枝条解析数据
2.2.1 标准地的设置
2.2.2 解析木的选取及测量
2.2.3 枝条解析
2.2.4 数据整理
2.3 本章小结
3 树冠外部轮廓最优模型的选取
3.1 数据
3.2 树冠外部轮廓模型构建
3.2.1 含有梢头约束的分段抛物线方程
3.2.2 含有梢头约束的分段单分子式方程
3.2.3 含有梢头约束的分段幂函数方程
3.2.4 修正Kozak （1988）方程
3.2.5 修正Weibull方程
3.3 树冠外部轮廓模型的构建
3.4 树冠外部轮廓最优模型的选取
3.5 模型拟合结果
3.6 讨论
3.7 本章小结
4 基于混合效应的针叶树外部轮廓预估模型
4.1 数据与方法
4.1.1 建模数据
4.1.2 树冠最小内部轮廓模型的构建
4.1.3 树冠外部轮廓模型的构建
4.1.4 模型拟合优度及检验指标
4.2 传统方法东北林区针叶树树冠外部轮廓预估模型
4.2.1 人工红松树冠外部轮廓预估模型
4.2.2 人工长白落叶松树冠外部轮廓预估模型
4.2.3 人工长白落叶松树冠内部轮廓预估模型
4.2.4 人工樟子松树冠外部轮廓预估模型
4.3 东北针叶树树冠外部轮廓比较
4.3.1 各针叶树外部轮廓最优模型的选择
4.3.2 各针叶树树冠轮廓模拟
4.4 讨论
4.4.1 分段函数及变指数方程在树冠轮廓模拟中的应用
4.4.2 变量的选取
4.4.3 数据的获取方式
4.5 本章小结
5 基于非线性分位数回归的树冠外部轮廓预估模型
5.1 研究方法
5.1.1 数据来源
5.1.2 非线性分位数回归模型
5.1.3 非线性分位数回归模型的评价及分位点的选择
5.2 基于非线性分位数回归的针叶树外部轮廓预估模型
5.2.1 人工红松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.2.2 人工落叶松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.2.3 人工樟子松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.3 三个针叶树种内部轮廓模型
5.4 讨论
5.4.1 三个针叶树树冠外部轮廓预估模型
5.4.2 三个针叶树树冠最大外部轮廓预估模型
5.5 本章小结
6 线性混合分位数回归模型在树冠轮廓中的应用
6.1 研究方法
6.1.1 数据
6.1.2 线性混合效应分位数回归模型
6.1.3 线性混合效应分位数回归在模拟树冠轮廓的应用
6.2 最优模型的选取
6.3 不同分位点的人工樟子松外部轮廓
6.4 讨论
6.5 本章小结
7 不同树木等级及方向对单木树冠外部轮廓的影响
7.1 数据与方法
7.1.1 数据来源
7.1.2 模型构建与最优模型的选取
7.2 四个方向树冠外部轮廓模型的构建
7.3 四个方向树冠轮廓预估的差异比较
7.4 讨论
7.5 本章小结
8 东北针叶树树冠体积及表面积研究
8.1 数据与方法
8.1.1 数据来源
8.1.2 树冠体积估算方法
8.1.3 树冠表面积估算方法
8.1.4 树冠体积及树冠表面积预估模型的建立
8.2 树冠体积及表面积的计算
8.2.1 计算结果
8.3 主要针叶树树冠材积和表面积预估模型的建立
8.3.1 基础模型的选取
8.3.2 针叶树树冠体积及表面积通用模型的建立
8.4 讨论
8.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分位数回归的长白落叶松人工林最大密度线[J]. 高慧淋,董利虎,李凤日. 应用生态学报. 2016(11)
[2]落叶松人工林枝条直径和长度的非线性混合模型[J]. 陈东升,孙晓梅,李凤日. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]红松人工林树冠大小与果实产量关系的研究[J]. 张强,董利虎,李凤日. 植物研究. 2015(03)
[4]基于分段回归的人工红松冠形预估模型[J]. 高慧淋,李凤日,董利虎. 北京林业大学学报. 2015(03)
[5]Evaluation of sampling strategies to estimate crown biomass[J]. Krishna P Poudel,Hailemariam Temesgen,Andrew N Gray. Forest Ecosystems. 2015(01)
[6]杉木不同龄组树冠形态模拟模型研究[J]. 郭艳荣,吴保国,郑小贤,郑德祥,刘洋,董晨,张慕博. 北京林业大学学报. 2015(02)
[7]落叶松人工林节子内部特征变化规律研究[J]. 陈东升,孙晓梅,李凤日,贾炜玮. 北京林业大学学报. 2015(02)
[8]长白落叶松树冠体积和表面积模型[J]. 吴明钦,孙玉军,郭孝玉,蔡兆炜,郭韦韦. 东北林业大学学报. 2014(05)
[9]基于非线性混合模型的红松人工林枝条生长[J]. 王春红,李凤日,贾炜玮,董利虎. 应用生态学报. 2013(07)
[10]基于线性混合模型的落叶松枝条基径模型[J]. 姜立春,李凤日,张锐. 林业科学研究. 2012(04)
博士论文
[1]长白落叶松人工林树冠结构及生长模型研究[D]. 郭孝玉.北京林业大学 2013
[2]帽儿山天然次生林树冠结构和空间优化经营[D]. 卢军.东北林业大学 2008
[3]樟子松人工林枝条生长及节子大小预测模型的研究[D]. 贾炜玮.东北林业大学 2006
硕士论文
[1]落叶松树冠体积和表面积生长模型的研究[D]. 王爽.东北林业大学 2014
[2]黑龙江省主要针叶树种树冠形状模型的研究[D]. 姜石磊.东北林业大学 2012
[3]樟子松人工林树冠结构的研究[D]. 刘艳艳.东北林业大学 2005
[4]落叶松人工林树冠构筑型及枝生长动态的研究[D]. 贾炜玮.东北林业大学 2002
本文编号：3001408
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 枝条及树冠特征因子
1.2.1 枝条特征因子概述
1.2.2 树冠特征因子概述
1.3 树冠轮廓概述
1.4 树冠轮廓研究进展
1.4.1 间接法研究进展
1.4.2 直接法研究进展
1.5 树冠特征因子模拟研究进展
1.6 树冠轮廓及树冠特征因子研究展望
1.7 研究内容
1.8 总体研究方案（含技术路线图）
2 研究区域概况及数据来源
2.1 研究地区概况
2.1.1 自然地理条件
2.1.2 气候
2.1.3 水系
2.1.4 土壤
2.1.5 动植物资源
2.2 枝条解析数据
2.2.1 标准地的设置
2.2.2 解析木的选取及测量
2.2.3 枝条解析
2.2.4 数据整理
2.3 本章小结
3 树冠外部轮廓最优模型的选取
3.1 数据
3.2 树冠外部轮廓模型构建
3.2.1 含有梢头约束的分段抛物线方程
3.2.2 含有梢头约束的分段单分子式方程
3.2.3 含有梢头约束的分段幂函数方程
3.2.4 修正Kozak （1988）方程
3.2.5 修正Weibull方程
3.3 树冠外部轮廓模型的构建
3.4 树冠外部轮廓最优模型的选取
3.5 模型拟合结果
3.6 讨论
3.7 本章小结
4 基于混合效应的针叶树外部轮廓预估模型
4.1 数据与方法
4.1.1 建模数据
4.1.2 树冠最小内部轮廓模型的构建
4.1.3 树冠外部轮廓模型的构建
4.1.4 模型拟合优度及检验指标
4.2 传统方法东北林区针叶树树冠外部轮廓预估模型
4.2.1 人工红松树冠外部轮廓预估模型
4.2.2 人工长白落叶松树冠外部轮廓预估模型
4.2.3 人工长白落叶松树冠内部轮廓预估模型
4.2.4 人工樟子松树冠外部轮廓预估模型
4.3 东北针叶树树冠外部轮廓比较
4.3.1 各针叶树外部轮廓最优模型的选择
4.3.2 各针叶树树冠轮廓模拟
4.4 讨论
4.4.1 分段函数及变指数方程在树冠轮廓模拟中的应用
4.4.2 变量的选取
4.4.3 数据的获取方式
4.5 本章小结
5 基于非线性分位数回归的树冠外部轮廓预估模型
5.1 研究方法
5.1.1 数据来源
5.1.2 非线性分位数回归模型
5.1.3 非线性分位数回归模型的评价及分位点的选择
5.2 基于非线性分位数回归的针叶树外部轮廓预估模型
5.2.1 人工红松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.2.2 人工落叶松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.2.3 人工樟子松树冠外部轮廓非线性分位数回归模型
5.3 三个针叶树种内部轮廓模型
5.4 讨论
5.4.1 三个针叶树树冠外部轮廓预估模型
5.4.2 三个针叶树树冠最大外部轮廓预估模型
5.5 本章小结
6 线性混合分位数回归模型在树冠轮廓中的应用
6.1 研究方法
6.1.1 数据
6.1.2 线性混合效应分位数回归模型
6.1.3 线性混合效应分位数回归在模拟树冠轮廓的应用
6.2 最优模型的选取
6.3 不同分位点的人工樟子松外部轮廓
6.4 讨论
6.5 本章小结
7 不同树木等级及方向对单木树冠外部轮廓的影响
7.1 数据与方法
7.1.1 数据来源
7.1.2 模型构建与最优模型的选取
7.2 四个方向树冠外部轮廓模型的构建
7.3 四个方向树冠轮廓预估的差异比较
7.4 讨论
7.5 本章小结
8 东北针叶树树冠体积及表面积研究
8.1 数据与方法
8.1.1 数据来源
8.1.2 树冠体积估算方法
8.1.3 树冠表面积估算方法
8.1.4 树冠体积及树冠表面积预估模型的建立
8.2 树冠体积及表面积的计算
8.2.1 计算结果
8.3 主要针叶树树冠材积和表面积预估模型的建立
8.3.1 基础模型的选取
8.3.2 针叶树树冠体积及表面积通用模型的建立
8.4 讨论
8.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分位数回归的长白落叶松人工林最大密度线[J]. 高慧淋,董利虎,李凤日. 应用生态学报. 2016(11)
[2]落叶松人工林枝条直径和长度的非线性混合模型[J]. 陈东升,孙晓梅,李凤日. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]红松人工林树冠大小与果实产量关系的研究[J]. 张强,董利虎,李凤日. 植物研究. 2015(03)
[4]基于分段回归的人工红松冠形预估模型[J]. 高慧淋,李凤日,董利虎. 北京林业大学学报. 2015(03)
[5]Evaluation of sampling strategies to estimate crown biomass[J]. Krishna P Poudel,Hailemariam Temesgen,Andrew N Gray. Forest Ecosystems. 2015(01)
[6]杉木不同龄组树冠形态模拟模型研究[J]. 郭艳荣,吴保国,郑小贤,郑德祥,刘洋,董晨,张慕博. 北京林业大学学报. 2015(02)
[7]落叶松人工林节子内部特征变化规律研究[J]. 陈东升,孙晓梅,李凤日,贾炜玮. 北京林业大学学报. 2015(02)
[8]长白落叶松树冠体积和表面积模型[J]. 吴明钦,孙玉军,郭孝玉,蔡兆炜,郭韦韦. 东北林业大学学报. 2014(05)
[9]基于非线性混合模型的红松人工林枝条生长[J]. 王春红,李凤日,贾炜玮,董利虎. 应用生态学报. 2013(07)
[10]基于线性混合模型的落叶松枝条基径模型[J]. 姜立春,李凤日,张锐. 林业科学研究. 2012(04)
博士论文
[1]长白落叶松人工林树冠结构及生长模型研究[D]. 郭孝玉.北京林业大学 2013
[2]帽儿山天然次生林树冠结构和空间优化经营[D]. 卢军.东北林业大学 2008
[3]樟子松人工林枝条生长及节子大小预测模型的研究[D]. 贾炜玮.东北林业大学 2006
硕士论文
[1]落叶松树冠体积和表面积生长模型的研究[D]. 王爽.东北林业大学 2014
[2]黑龙江省主要针叶树种树冠形状模型的研究[D]. 姜石磊.东北林业大学 2012
[3]樟子松人工林树冠结构的研究[D]. 刘艳艳.东北林业大学 2005
[4]落叶松人工林树冠构筑型及枝生长动态的研究[D]. 贾炜玮.东北林业大学 2002
本文编号：3001408
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