华北地区栓皮栎生长模型的建立

发布时间：2018-11-04 20:04

【摘要】：栓皮栎(Quercus variabilis Blume)在国民经济和环境保护中均起到了重要作用。栓皮栎林由于缺乏管理,其资源日益枯竭,木材质量低下,效益得不到充分发挥(罗伟祥等,2009)。因此,合理经营和利用栓皮栎林资源要求建立相关数学模型,以预测林分生长量及生物量或碳储量,及时掌握森林资源消长的动态变化。栓皮栎在我国华北地区主要分布在太行山脉和燕山山脉,本研究基于华北地区7个林场107块栓皮栎标准地和178株解析木的数据：1.分起源编制地位指数表,从12个数学模型中选择对数曲线式为导向曲线,分别为：lgH=-0.2059+0.7700lgA(天然林)和lgH=-0.2505+0.8443lgA(人工林)。确定栓皮栎天然次生林的基准年龄A0为50年,指数级距D为2m,得到7,9,11,13,15和17 m共6个指数级；人工林的基准年龄A0为40年,指数级距D为2 m,得到10,11,12,13和14共5个指数级。运用标准差调整法导出地位指数曲线,最终得到的华北地区栓皮栎天然次生林和人工林的地位指数表,通过了相关系数检验、拟合显著性检验和预报精度检验。因此,本研究得到的地位指数表可用于华北地区栓皮栎天然次生林和人工林的立地质量评价。2.按照美国森林植被模拟系统(FVS)内部栎类树种的经验模型形式,分起源建立以林分(位置)为随机因子的栓皮栎各类混合效应模型(简称FVS模型),包括：大树直径生长模型：天然林为DF=2.023+0.985×DBHobO；人工林为DF=0.930×DBHobO+0.184×Sl;树高-直径模型：天然林为Logistic方程H=exp(2.756-7.753/(DBHob+ 1))+1.3；人工林为抛物线方程H=2.087+0.767×DBHob-0.014×DBHob2;树皮率模型：天然林为DBHib=0.926×DBHob0.946；人工林为DBHib= 0.781×DBHob1.020;材积模型：天然林为Vib=0.00006×DBHob1.645×H1.001；人工林为vib=0.00004×DBHob1.808×H1.057;冠幅模型：天然林Bechtold式CW=0.183+0.251×DBHob-0.002×DBHob2+0.394×CR－0.028×BA;人工林为线性模型CW=0.848+0.191× DBHob；树冠率模型：天然林为CL=-0.661+0.617×H+0.060×DBHob-0.033×BA;人工林为CL=0.743×H-0.072×BA。3.基于常见的几种理论方程,通过哑变量的方法合并两种起源建立以林分(位置)为随机因子的栓皮栎各类混合效应模型(简称自建模型),包括：直径模型：为Mitscherlish方程DBHib=(14.921+0.455×DOMTH)×(1-(0.732×N0.049)×exp(-(0.016×D1+0.018×D2)×A))；树高-直径模型：为Richards方程H=1.3+(4.632×DOMTH0.454)× (1-exp(-0.065×DBHob))0.991×D2+0.913×D1；冠幅模型：为Logistic方程CW=6.081/(1+exp((((10.726+0.206×BA)× D1+(10.044+0.183×H)×D2)-DBHob)/(3.810+0.223×DOMTH)))；树冠率模型：CL=-0.050×BA+0.052×DBHob+0.650×H-0.591× D1此外,还包括相容性削度材积模型。该模型是基于Box-Cox转换变量,以树木号及林分起源为随机因子建立而成的,包括：树皮厚度模型：bt=(0.538×tbt+1)(1/0.538),tbt=-0.881-0.277× tdib5/104+0.669×tdib4/103-0.495×tdib3/102+0.278×tdib-3.182× Rh+8.094×Rh2-8.695×Rh3+3.327×Rh4+0.089×natural材积模型：vib=(0.000009×tvib+1)(1/0.000009), tvib=-3.879+ 0.081×td2h-0.021×tH削度模型：4.基于Box-Cox转换变量,建立和比较三类可加性生物量模型,分别为混合效应模型的可加性模型(以林分为随机因子,"sum of lme")、一般模型的可加性模型("sum of lm")和似乎不相关模型(SUR),结果表明sum of lme模型具有最小偏差,其各组分模型形式为：木材生物量：tWwood=1.710+1.345×tDBH+0.391×D1树皮生物量：tWbark=2.687+2.000×loge(DBH)树枝生物量：tWbranch=-2.988+0.563×tb2h+-O.194×H树叶生物量：tWfoliage=-2.126+-0.122×H+0.349×td2h-0.311×D1上述各个FVS模型、自建模型和生物量模型的决定系数(R2)、均方误差(RMSE).jacknife检验或独立数据检验、预测值置信区间(CI)、残差图、直方图等相关结果表明：建立的各个模型的精度较高,可以用于华北地区栓皮栎的树木在特定的胸径范围或树高范围内的生长预测及生物量或碳储量的预测。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S792.18

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王雪峰,杜纪山;全林整体模型在林分间伐模拟中的效果评定[J];林业科学研究;2000年03期

2 殷有,周永斌,张敏;林分面积测定的改进算法[J];沈阳农业大学学报;2003年01期

3 李孟楼,王鸿哲,张学武;生物多样性与林分抗虫性的评判[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2004年03期

4 苏平,田立博,高明振,姜涛;用林分结构分析法检验人工成林间伐质量初探[J];哈尔滨铁道科技;2004年03期

5 朱万才;景向欣;;林分三维可视模型发展概述[J];林业科技情报;2007年01期

6 Elena Blasco;José Ramón González-Olabarria;Pedro Rodriguéz-Veiga;Timo Pukkala;Osmo Kolehmainen;Marc Palahí;;西班牙加泰罗尼亚林分风景优美度预测(英文)[J];Journal of Forestry Research;2009年01期

7 张雄清;雷渊才;;基于定期调查数据的全林分年生长预测模型研究[J];中南林业科技大学学报;2010年04期

8 王莉萍;;我国生态脆弱地区林分退化成因分析及修复措施[J];农业科学研究;2010年02期

9 王忠诚;朱光玉;文仕知;何功秀;张江;孙华;;利用哑变量研究湘西桤木林分优势平均高与平均高的相关关系[J];中国农学通报;2011年25期

10 В.П.齐莫费也夫;;林分的密度和成层性是提高林分生产力的条件[J];林业科学;1960年03期

相关会议论文 前10条

1 朱磊;张怀清;林辉;蒋娴;;林分空间结构可视化技术研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年

2 彭菲;张怀清;蒋娴;;基于单木生态模型对林分可视化的研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年

3 蒋娴;张怀清;梁诗博;;人工林结构自适应模拟的设计与实现[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年

4 黄心渊;杨刚;;虚拟林业技术的研究应用与展望[A];第二届中国林业学术大会——S3 森林经理与林业信息化的新使命论文集[C];2009年

5 惠淑荣;刘冰;;日本落叶松林分不同立地直径结构预测模型的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

6 黄清麟;李元红;;中亚热带天然阔叶林可持续经营的若干问题研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

7 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];第十届中国科协年会论文集（二）[C];2008年

8 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];森林可持续经营与生态文明学术研讨会论文集[C];2008年

9 洪昌端;沈辛作;刘智仕;童再康;徐金良;;杉木种源、林分、单株多层次遗传变异的研究[A];面向21世纪的中国林木遗传育种——中国林学会林木遗传育种第四届年会文集[C];1997年

10 徐成立;翟洪波;李吉跃;魏晓霞;;油松栓皮栎混交林林分合理密度探讨[A];2005年中国科协学术年会26分会场论文集（2）[C];2005年

相关重要报纸文章 前8条

1 周吉仲;破碎森林比完整森林更趋于干旱[N];中国绿色时报;2011年

2 谢和生;提高森林生产率 保护生物多样性[N];中国绿色时报;2012年

3 通讯员 江勇　林维彬;2010——2015年 新罗对153万亩山林实施封山育林[N];闽西日报;2010年

4 记者 蔡芳;优良树种替代“老弱病残”[N];珠海特区报;2011年

5 记者 蔡芳;间伐退化病害树木符合改造需要[N];珠海特区报;2011年

6 记者 廖明山　蔡芳;我市实现一年四季常绿三季有花[N];珠海特区报;2011年

7 ;湿地松火炬松林的恢复与重建[N];湖南科技报;2008年

8 李云燕;市区青江干道绿化带将进行大规模整治[N];雅安日报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 袁士云;甘肃省小陇山现有林分经营模式评价研究[D];中国林业科学研究院;2010年

2 赵中华;基于林分状态特征的森林自然度评价研究[D];中国林业科学研究院;2009年

3 梁文俊;华北土石山区典型林分健康经营技术基础研究[D];北京林业大学;2013年

4 马增旺;冀北人工固沙林林分特征与综合评价研究[D];中国林业科学研究院;2013年

5 胡艳波;基于结构化森林经营的天然异龄林空间优化经营模型研究[D];中国林业科学研究院;2010年

6 李俊;南方集体林区典型林分类型结构特征及生长模型研究[D];中南林业科技大学;2012年

7 刘楠;缙云山典型林分对径流水质的作用及评价研究[D];北京林业大学;2011年

8 李远发;林分空间结构参数二元分布的研究[D];中国林业科学研究院;2013年

9 王翼龙;黄土高原半干旱区两典型林分主要树种光合耗水特性及影响因素研究[D];中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）;2010年

10 陈立欣;树木/林分蒸腾环境响应及其生理控制[D];北京林业大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘彦君;应用三维模拟进行林分空间结构及竞争的研究[D];北京林业大学;2011年

2 庞勇;星载SAR干涉测量林分平均高估测研究[D];中国林业科学研究院;2000年

3 王传立;林分空间结构优化计算机辅助系统研究[D];中南林业科技大学;2008年

4 窦立君;基于组件的林分空间结构测试系统研建及应用[D];南京林业大学;2009年

5 刘春起;基于林分空间格局的森林采伐树木确定方案的研究[D];东北林业大学;2007年

6 张宏伟;不同潮带红树林林分空间结构比较研究[D];中南林业科技大学;2010年

7 刘胜;黄土高原半干旱区人工林林分消光特性及辐射热量平衡研究[D];北京林业大学;2006年

8 郝月兰;基于林分空间结构优化的采伐木确定方法研究[D];中国林业科学研究院;2012年

9 覃阳平;基于空间结构的杉木人工林林分可视化模拟技术研究[D];中国林业科学研究院;2014年

10 武爱彬;基于高分辨率遥感图像获取与优化林分空间结构研究[D];北京林业大学;2012年

，

本文编号：2310993