广东省枫香单木干材生物量生长模型的研建

枫香（Liquidambar formosana）是我国闽北林区重要的乡土树种,生长迅速、适应性强,在观赏、药用、用材等方面都有着重要作用。单木模型是林分模型的基础,通过建立单木生物量生长模型,在时间维度上分析林木生物量生长的动态变化,以期为全面评价森林的固碳能力提供科学依据。采用典型抽样的方法,从广东省9个地区的一类样地附近抽取枫香样木40株（天然起源25株,人工起源15株）,破坏性实测各组分的生物量并进行树干解析得到样木的生物量生长数据。基于逻辑斯蒂（Logistic）、坎派兹（Gompertz）和理查德（Richards）3种基础生长方程,利用哑变量的方法,建立分起源和立地等级的枫香干材生物量生长模型,以决定系数R²、均方根误差RMSE、总相对误差TRE和平均预估误差MPE 4个指标来评价各模型,进而分析枫香干材生物量的生长过程。结果表明,Richards方程在基础模型中效果最佳（R²=0.61,RMSE=50 kg）;与Richards方程相比,哑变量模型R²提高了11%,RMSE降低了7.95 kg;起源与立地等级对枫香干材生物量均产生了较大影响,在天然起源的高立地等级条件下,枫香干材理论最大连年生长量和平均生长量分别在其生长的第23年和第38年到达。     

应用非线性混合模型建立白桦枝长与枝径关系

为了探究枝条生长的动态变化规律，以张家口永定河上游地区为研究区，在研究区设置4个100 m×100 m的固定样地，每个样地采集生长良好的白桦样木4株，共计采集16株天然白桦3 576个枝条数据。在白桦枝长的广义非线性模型的基础上构建样木效应混合模型、枝级效应混合模型和样木枝级嵌套混合模型，采用赤池信息准则(B_IC)、贝叶斯信息准则(A_IC)、对数似然值(L_L)和似然比检验(L_RT)等指标比较各模型的拟合效果。结果表明：样木和分枝等级两水平混合效应模型明显优于广义基础模型、样木效应模型和枝级效应模型；当b₀、b₂、b₃作为样木随机参数，b₁、b₃作为分枝等级随机参数时，两水平混合模型拟合最优，决定系数(R²)和均方根误差分别为0.870 4、11.461 3。因此，考虑样木和分枝等级嵌套两层次的混合模型预测精度均高于广义非线性模型、样木随机效应模型和分枝等级随机效应模型，...     

基于分层贝叶斯方法的高山松单木生物量模型

以香格里拉市典型森林生态系统高山松林为对象,在前期进行Ⅰ区和Ⅱ区共115株高山松单木地上生物量实测基础上,以异速生长方程为单木生物量基础模型,并采用分层贝叶斯方法、非线性混合模型法、贝叶斯方法和非线性最小二乘法进行异速生长参数拟合,运用决定系数(R²)、估测精度(E)、均方根误差(RMSE)等指标对模型参数拟合效果进行评价。结果表明:1)从拟合精度看,4种方法的模型拟合效果均较好,R²均达到了0.98以上。但分层贝叶斯方法估计结果更优,其R²=0.985 6,E=84.76%和R_MSE=39.75 kg;2)通过对比不同方法的差异发现,加入了区域随机效应的分层贝叶斯方法和非线性混合模型法的拟合效果均优于未加入区域随机效应的贝叶斯方法和非线性最小二乘法。分层贝叶斯方法在拟合高山松单木生物量模型中具有更大优势,模型拟合效果最好。加入了随机效应的分层贝叶斯方法和非线性混合模型法可以提高单木生物量模型的估计精度,采用分层贝叶斯方法进行高山松单木生物量模型参数估测,为大尺度样本数据模型参数估测方法提供新思路。     

基于不同预测变量的橡胶树地上生物量模型

在海南岛范围内，橡胶林种植面积很大，但对于这种经济树种大多评估它的生产效益和经济效益，很少建立生物量估计模型。基于海南岛54株实测生物量数据，建立橡胶树不同组合自变量非线性回归模型和非线性度量误差模型。由于生物量与自变量之间存在非线性关系，在拟合模型时采用最小二乘建模技术。模型的选择基于解释系数（Pseudo-R²）、均方根误差（RMSE）和平均预测误差（MPE）。结果表明，通用模型的解释系数（Pseudo-R²）和平均预测误差（MPE）分别为0.70~0.94、-0.8%~1.1%，选择基于胸径和木材基本密度的二元模型为最优通用模型。以最优通用模型地上生物量估计值为总量，构建各分项生物量相容性模型，其中树干生物量模型的Rseudo-R²、RMSE值分别为0.92、28.4 kg，拟合效果优于树枝和树叶生物量模型。总体来看，添加树高、树冠和木材基本密度因子进行橡胶树地上生物量模型的构建十分必要。     

不同生长势杉木成熟林胸径-树高生长曲线研究

旨在研究福建省将乐县国有林场地区不同生长势杉木成熟林胸径-树高状况,以福建将乐国有林场不同生长势杉木成熟林为研究对象,采用树干解析的方法获取杉木优势木、中庸木和被压木的胸径-树高实测数据,利用SPSS 19.0拟合3种不同生长势杉木成熟林的胸径-树高模型。建立杉木优势木树高的幂函数模型,ln(H)=0.891×D^0.376;杉木中庸木树高的幂函数模型,ln(H)=0.669×D^0.504;杉木被压木树高的幂函数模型,ln(H)=0.643×D^0.542。结果表明,3种非线性回归模型的判定系数R²都>0.910,D_1.3能够很好解释各器官树高。对指导将乐地区杉木营林生产提供了疏伐选木的依据和抚育采伐开始及采伐强度的信息。     

不同生长势杉木成熟林的生物量生长模型研究

以福建省将乐县国有林场杉木成熟林为研究对象,通过建立16块杉木标准地,获取各标准地基础数据。根据克拉夫特林木分级法以及胸径、树高的统计分析,将标准地内林木按生长势不同分为优势木、中庸木和被压木3类。结果表明:1）通过林木实测数据拟合不同生长势的杉木各器官生物量（干、根、叶、枝）估算模型、全株生物量模型,以D、DH为自变量,分别拟合了各个器官（树干、树根、树叶、树枝）和全株的Logistic方程和幂函数,其模型的相关判定系数R²均在0.881~0.932之间。2）根据残存平方和SSE、总相对误差RS、平均相对误差E₁、平均相对误差绝对值E₂、AIC、BIC 6个检测评价指标进行方程的4选1筛选,筛选出最优模型中,幂函数模型9个（模型自变量D1个,自变量DH8个）,Logistic函数模型6个（自变量D的2个,自变量DH4个）。     

西瓜生长期的振动预测方法研究

通过自行设计的敲击振动检测系统对西瓜进行敲击振动检测,得到西瓜的频响函数,分别针对频响函数的第一响应频率f₁、第二响应频率f₂和第三响应频率f₃建立预测西瓜生长期的数学模型,模型的确定系数R²较高。且选取了f₁、f₂和f₃三个响应频率建立了预测西瓜生长期的多元非线性回归模型,模型的确定系数R²可达0.830,均方根误差RMSE降低到2.095。该模型的建立为在线无损检测西瓜的生长期提供了理论参考。     

基于RapidEye的人工林生物量遥感反演模型性能对比

利用2012年RapidEye高空间分辨率遥感影像并结合野外样方数据,采用多种建模技术进行生物量的反演和制图。先依据RapidEye光谱数据发展出包括NDVI、RVI等多种植被指数、光谱特征图像及纹理特征,再通过相关分析筛选建模所需因变量,采用支持向量机、BP神经网络和随机森林算法建立森林生物量估测模型并进行精度验证。结果表明,基于支持向量机的建模R²为0.687,验证R²为0.641,平均相对误差为0.306;基于BP神经网的建模R²为0.552,验证R²为0.358,平均相对误差为0.525;基于随机森林的建模R²为0.850,验证R²为0.324,平均相对误差为0.468。采用支持向量机算法所制作的空间意义明确的森林生物量分布图,为制定合理的森林经营措施提供有益指导。     

福建将乐灌木生物量模型研究

以实测数据为基础,采用模型法分析了福建将乐林场粗叶榕、檵木、厚叶冬青、建润楠4种灌木生物量与地径（D）、株高（H）、冠幅（C）、植冠面积（A）、DH、D²H的相关性。结果表明,以DH、D²H为参数构建的w=a+b(DH)+c(DH)²+d(DH)³和W=a+b(D²H)+c(D²H)²+d(D²H)³模型方程能更好地描述灌木的生物量与各形态因子的相关关系;同时,拟合灌木层混合生物量模型,其整株生物量模型为W_总=35.4+4.19×10^-2(DH)+2.03×10^-3(DH)²+1.08×10^-6(DH)³(R=0.921,SEE=0.921)。     

响应面法优化狮头柑果皮总黄酮提取工艺

为探索狮头柑总黄酮提取工艺，以狮头柑果皮为对象，以总黄酮得率为指标，在单因素试验的基础上选择3组较优水平，对提取温度、提取时间、超声功率3组因素运用Box-Benhnken试验设计优化狮头柑果皮的总黄酮提取工艺。结果表明，狮头柑果皮提取总黄酮的工艺参数为:料液比1∶35（g∶mL^-1）、提取温度60℃、提取时间33 min、超声功率70 W，总黄酮得率2.258%；拟合模型为:Y=2.27＋0.048×A＋0.14×B-0.065×A²-0.25×B²-0.13×C²（R²_adj=0.944 9）。研究结果可为狮头柑资源能更好地开发利用提供新思路，也能为狮头柑产业的发展提供新的方法，有利于增加狮头柑的附加值。     

银杏生物量分配格局及异速生长模型

以苏北地区银杏人工林为研究对象,选取13株进行整株挖掘,分析不同器官生物量的分配格局,以及地上和地下生物量之间的关系;再分别以胸径(D)、树高(H)、D2H、DaHb为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R_adj2)、残差平方和(SSE)、平均偏差(ME)、平均绝对偏差(MAE)和平均相对误差(MPE)作为选择最优模型的检验指标,根据检验结果筛选出各器官的最优模型。结果表明:13株银杏的整株生物量变化范围为28.50~320.27 kg,树干生物量占总生物量的49.4%~56.6%,树枝生物量占总生物量的12.1%~18.9%,树叶生物量占总生物量的3.8%~5.5%,根生物量占总生物量的26%;地上部分生物量与地下生物量线性方程的斜率为0.35,具有显著的线性相关性(P＜0.01);枝和叶生物量都集中于树冠中部,树冠上层和下层的枝、叶生物量明显低于树冠中层生物量(P＜0.05),上层和下层生物量之间差异不显著(P>0.05),70%根生物量集中0~1.0 m的土层;枝水平上,基于基径和枝长的枝生物量模型解释量超过95%;在各器官生物量最优模型选择上,以D为自变量的W=aDb的叶、枝、地上部分生物量模型要优于其他模型;树干、根和全株生物量则是以W=aDbHc模型最优。银杏各器官生物量表现为干>根>枝>叶,枝和叶生物量垂直分配上,中冠层占最大比例;基于树高和胸径的相对生长模型可以实现对银杏各器官生物量的准确拟合,银杏生物量及碳储量的有效估算。      

南亚热带红锥人工林生物量分配与碳氮磷积累特征

为了探究南亚热带红锥人工林的碳氮磷积累及其分配特征,为区域尺度生物量和碳储量的估算和碳汇潜力的评估提供基础数据,通过样地标准木生物量实测和实验室分析结合的方法,研究了广东省乐昌林场15年林龄红锥人工林的生物量分配和碳氮磷积累特征。结果表明：（1）随着胸径（D）的增加,红锥整株生物量和各器官生物量呈增加的趋势,器官生物量的大小排序依次为干、皮、枝、叶和根。（2）采用D和D²H建立的红锥生物量方程差异很小,2个整株生物量模型y = 0.490 5 D^{2.082 8}和y = 329.01(D²H)^{0.830 4}拟合度高。（3）红锥根的C含量显著低于叶、枝、干和皮（P < 0.05）,而红锥叶的N和P含量显著高于枝、干、根和皮。（4）红锥各器官C积累量排序为干＞根＞皮＞叶＞枝;N积累量排序为叶＞枝＞干＞根＞皮;P积累量排序为皮＞枝＞根＞叶＞干。综上,红锥人工林碳氮磷积累量较大且具有较高的养分利用效率,在南亚热带人工林经营和林分改造中,选择如红锥阔叶树种造林可获得较高的林分生产力和碳汇效益。     

干热河谷赤桉生物量模型的研究

对元谋县岭庄村赤桉人工林样地中32株样木的树干、树枝、树叶重量进行了调查测定,经样品处理、数据计算与分析得到赤桉人工林单木干、枝、叶、皮、冠、木材的干重及总重。根据单木生物量模型的构建原理、选型方法,利用SYSTAT软件包分别研建出了单木生物量模型。     

马尾松广东种源与湖北种源的人工林生物量分配差异

采用解析木法与整株收获法分析已达轮伐期的马尾松广东种源和湖北当地种源的生长进程及地上、地下生物量分配格局,分析生长快速与缓慢种源人工林生长过程及生产力形成过程中生物量分配模式,探讨2个种源的长期适应性差异的机制。根据胸径（D_BH）大小将解析木划分为3个等级:12 cm≤D_BH < 18 cm,18 cm≤D_BH < 26 cm和26 cm≤D_BH < 34 cm。结果如下:①广东种源在25年生连年生长量达最大值0.015 m3·a-1,35年生平均生长量达最大值0.011 m3·a-1,湖北种源30年生时连年生长量达最大值0.011 m3·a-1,42年生时平均生长量达最大值0.007 1 m3·a-1。②广东种源分配较多比例的生物量给地下部分,2个种源的粗根生物量存在显著差异（P < 0.05）,随胸径增加,相对差异（R_E,GD/HB）分别为36.5%,62.9%和47.5%,而细根间生物量未达显著性差异。在胸径范围2 634 cm内,2个种源人工林在整株生物量、地上部分生物量、树干和针叶生物量差异显著（P < 0.05）。③湖北种源地下生物量分配比例在整个生长过程中均低于广东种源;在生长初期,湖北种源树干所占总生物量比例高于广东种源,而枝和叶的生物量分配比例低于广东种源;随着树龄增长,广东种源树干所占总生物量比例逐渐高于湖北种源,并趋于稳定;而枝、叶正好相反。因此,引种的广东种源生长性状及树干生物量均表现出快速增长的特点,数量成熟年龄较湖北种源提前,栽植快速成长的种源将增加人工林生物量。     

邓恩桉根系生物量和根长的典型相关分析

用典型相关分析方法分析了不同林龄邓恩桉地上各主要器官的生物量和胸径树高(DBH)与不同土壤层根系生物量和根长的关系。结果表明,地上各指标与地下根系生物量和根长在土壤各层的分布相关。DBH、树干、树枝和树叶的生物量与根系生物量典型相关系数为4个,第4层根系生物量的权重最大,是整个根系生物量变化的主要因子。DBH、树干、树枝和树叶的生物量与根长的典型相关个数为3个,第3层根长是根系总长度变化的主要因子。     

广东西江流域肉桂林木收获模型

肉桂 (CinnamomumcassiaPresel)是我国著名的特产树种之一 ,西江桂皮和桂油是国际驰名的香料以及医药原料 .为确切地预估肉桂收获量 ,该文利用多元回归分析法和西江林场 6年生肉桂树木的实测数据建立了肉桂树皮、枝叶和树干的收获模型 ,分别是 :W皮 =6 0 0 774× 10 - 3 (HD0 ) 1 4 0 759;W枝叶 =0 0 5 6 0 44 6 8(HD0 ) 1 3 64 1 1 ;W树干 =0 0 1082 73(HD0 ) 1 79864 .同时模型显示肉桂的收获量与地径、树高密切相关 .经实际检验 ,收获模型估测精度较高 ,达 94%以上 ,具有很好的实用价值 .     

Growth simulation and yield prediction for perennial jujube fruit tree by integrating age into the WOFOST model

Mathematical models have been widely employed for the simulation of growth dynamics of annual crops, thereby performing yield prediction, but not for fruit tree species such as jujube tree(Zizyphus jujuba). The objectives of this study were to investigate the potential use of a modified WOFOST model for predicting jujube yield by introducing tree age as a key parameter. The model was established using data collected from dedicated field experiments performed in 2016–2018. Simulated growth dynamics of dry weights of leaves, stems, fruits, total biomass and leaf area index(LAI) agreed well with measured values, showing root mean square error(RMSE) values of 0.143, 0.333, 0.366, 0.624 t ha~(–1) and 0.19, and R~2 values of 0.947, 0.976, 0.985, 0.986 and 0.95, respectively. Simulated phenological development stages for emergence, anthesis and maturity were 2, 3 and 3 days earlier than the observed values, respectively. In addition, in order to predict the yields of trees with different ages, the weight of new organs(initial buds and roots) in each growing season was introduced as the initial total dry weight(TDWI), which was calculated as averaged, fitted and optimized values of trees with the same age. The results showed the evolution of the simulated LAI and yields profiled in response to the changes in TDWI. The modelling performance was significantly improved when it considered TDWI integrated with tree age, showing good global(R~2≥0.856, RMSE≤0.68 t ha~(–1)) and local accuracies(mean R~2≥0.43, RMSE≤0.70 t ha~(–1)). Furthermore, the optimized TDWI exhibited the highest precision, with globally validated R~2 of 0.891 and RMSE of 0.591 t ha~(–1), and local mean R~2 of 0.57 and RMSE of 0.66 t ha~(–1), respectively. The proposed model was not only verified with the confidence to accurately predict yields of jujube, but it can also provide a fundamental strategy for simulating the growth of other fruit trees.     

塞罕坝主要立地类型针阔混交林树高曲线构建

地位指数模型是一种有效、可用的评价林分立地生产力过程的方法,然而在多树种、多层次、林分结构复杂的混交林中,如何构建动态地位指数模型并对不同立地条件下混交林立地生产力进行科学合理的评价是一个亟待解决的科学问题。本文运用华北暖温带针阔混交林不同树种348株优势木解析木数据(华北落叶松174株、白桦174株),对基于Bertalanfy-Richards模型、Hossfeld模型和Lundqvist-Korf模型的5种动态地位指数模型在混交林立地质量评价中的适用性进行了研究,并运用线性几何回归方法建立了不同立地类型下混交林树种地位指数转换方程。结果表明:华北落叶松最优模型为基于Bertalanfy-Richards的模型,其指标评价值R2adj为0.948、Bias为0.088、RMSE为1.089;白桦最优模型为基于Lundqvist-Korf的模型,其指标评价值R2adj为0.966、Bais为0.066、RMSE为1.322;不同立地类型(低海拔阳坡、低海拔阴坡、高海拔阳坡、高海拔阴坡)华北落叶松和白桦立地指数相关系数分别为0.87、0.81、0.84、0.91,表明模型拟合较好。经过验证表明,地位指数转换方程适用于不同立地类型混交林立地质量评价及生产力预测。      

厚荚相思人工林生物量和生产力的研究

根据广西高峰林场界牌分场4.5 a的定位观测材料,对1.5～4.5 a生厚荚相思人 工林的 生物量和生产力进行了研究。结果表明,除树叶和活枝外,林分平均木及林分各器官生 物量均随林 分年龄的增加而增大。1.5、2.5、3.5、4.5 a生的林分乔木层生物量分别为10.64、28. 70、42.15、 75.45t·hm -2 ,林分乔木层净生产力分别为7.951、16.357、17.145、21.554t·hm -2 ·a -1 ,林下 植被生物量也有相似的变化趋势。林龄增加,干材、干皮和枯枝的组成比例增加,树叶 、活枝、粗根 和细根则呈下降趋势。     

杜仲短周期矮林的密度效应

按完全随机区组设计设置13 333、16 667、22 222、33 333和66 667株·hm~(-2)5个栽植密度,解析栽植密度对杜仲单株生长指标及单位面积地上部分生物量的影响,为杜仲短周期矮林模式栽植密度设置提供依据。杜仲单株的分枝数、基径、单株叶片数量、单位面积叶片质量等生长指标与栽植密度均呈显著的负相关关系,而叶面积指数与密度呈极显著正相关关系。单株叶干质量、单株皮干质量、单株杆质量与栽植密度均呈极显著的负相关,单位面积叶生物量、皮生物量、杆生物量均与栽植密度呈极显著的正相关关系。栽植密度66 667株·hm~(-2)的平均叶面积指数达到7.98,单位面积的叶、皮和茎干的生物量为6 864.84、1 605.73、11 445.30 kg·hm~(-2),分别是栽植密度13 333株·hm~(-2)的2.5、2.8、2.7倍。试验结果表明为获得更高的产量,短周期杜仲矮林栽培模式应选择更高的栽植密度(66 667株·hm~(-2))。