检索结果-内蒙古大学图书馆

冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型——组级贝叶斯模型、加性模型和混合效应模型比较

林业科学 2022年第10期58卷 89-100页

作者：张晓芳郭旭展洪亮陈涛符利勇张会儒中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 河北省张家口市崇礼区林业和草原局张家口075000

【目的】构建冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型,对比不同模型的优缺点,给出模型选择建议,为获取更多的单木和林分参数提供支撑,为华北落叶松和白桦科学经营决策提供理论依据。【方法】以冬奥核心区4 537株华北落叶松和2 603... 详细信息

【目的】构建冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型,对比不同模型的优缺点,给出模型选择建议,为获取更多的单木和林分参数提供支撑,为华北落叶松和白桦科学经营决策提供理论依据。【方法】以冬奥核心区4 537株华北落叶松和2 603株白桦为研究对象,首先,选取10种常用冠幅-胸径模型作为备选模型分别拟合华北落叶松和白桦数据,从中选出AIC和BIC最小的模型作为基础模型;然后,在基础模型中进一步添加与冠幅相关系数大的变量作为协变量构建修正模型;最后,在修正模型基础上分别构建华北落叶松和白桦冠幅的非线性最小二乘模型、单水平非线性混合效应模型、加性模型和组级贝叶斯模型。【结果】4种华北落叶松冠幅模型中,加性模型的预测精度最高(R^(2)_mean=0.704 3,RMSE_mean=0.512 7),4种白桦冠幅模型中,非线性混合效应模型的预测精度最高(R^(2)_mean=0.664 3,RMSE_mean=0.794 4)。在变量方面,华北落叶松和白桦冠幅均随其胸径递增,华北落叶松冠幅随其树高缓慢递增、枝下高递减,白桦冠幅随其冠长率先减小后增大,并受林分密度影响波动较大,当林分密度为600~800 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递减,此时应进行适当补植;当林分密度为800~1 000 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递增,并在1 000 hm-2时出现拐点,如果经营目的是为了环境保护,可将林分密度控制在1 000 hm-2左右;当林分密度为1 000~1 200 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递减,此时可对林分进行抚育间伐调整林分密度。【结论】冬奥核心区华北落叶松冠幅受胸径、树高和枝下高影响较大,白桦冠幅受胸径、冠长率和林分密度影响较大。无论是预测华北落叶松还是白桦冠幅,组级贝叶斯模型、加性模型和非线性混合效应模型效果均优于非线性最小二乘模型,在仅添加样地随机效应的情况下,首选加性模型和非线性混合效应模型,其次选择组级贝叶斯模型,但考虑到训练组级贝叶斯模型时间长、对表达式敏感等因素,可用别的模型替代时建议不使用组级贝叶斯模型。

关键词：华北落叶松冠幅预测模型白桦冠幅预测模型非线性混合效应模型组级贝叶斯模型加性模型冬奥核心区

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坝上地区退耕还林还草措施对土壤细菌的影响

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土壤 2022年第2期54卷 307-313页

作者：林权虹田地高菲葛星霏丁月泓马素辉洪剑明任东首都师范大学生命科学学院北京100048 北京林业大学林学院国家林业局森林经营工程技术研究中心北京100083 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

以河北坝上地区实施退耕还林还草18年后的耕地、林地、灌丛和草地为研究对象,通过测定土壤理化性质并结合氯仿熏蒸浸提法和高通量测序技术,分析了坝上地区退耕还林还草措施对土壤微生物生物量、细菌多样性和群落结构特征的影响。结果发... 详细信息

以河北坝上地区实施退耕还林还草18年后的耕地、林地、灌丛和草地为研究对象,通过测定土壤理化性质并结合氯仿熏蒸浸提法和高通量测序技术,分析了坝上地区退耕还林还草措施对土壤微生物生物量、细菌多样性和群落结构特征的影响。结果发现:林地的土壤含水量有微弱下降趋势,但不同植被恢复类型下土壤中的碳、氮、磷、钾等元素含量无显著差异。耕地中的土壤微生物生物量碳、氮均显著低于其他植被恢复类型。不同退耕措施下的土壤细菌群落组成均以酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主。与耕地相比,林地、灌丛和草地土壤中细菌OTU多样性、群落丰富度和多样性呈下降趋势,但土壤细菌的群落结构组成尚未发生明显改变。研究结果表明在坝上地区实施退耕还林还草措施显著提高土壤微生物生物量,但对土壤细菌丰富度和多样性的影响不大。

关键词：退耕还林工程高通量测序微生物生物量细菌群落细菌多样性

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秦岭林区红桦天然林直径分布建模与差异分析

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西北林学院学报 2023年第6期38卷 153-161页

作者：牛永红孙帅超黄宏超陈书军曹田健西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100 生态仿真优化实验室陕西杨陵712100 福建农林大学林学院福建福州350002 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

林分直径分布是研究林分结构的基础。根据秦岭火地塘、旬阳坝、黄柏塬3个林区181块红桦天然次生林样地数据,采用三参数Weibull概率密度函数构建秦岭红桦天然次生林直径分布模型,并对矩估计法和混合估计法2种参数预估方法,以及极大似然... 详细信息

林分直径分布是研究林分结构的基础。根据秦岭火地塘、旬阳坝、黄柏塬3个林区181块红桦天然次生林样地数据,采用三参数Weibull概率密度函数构建秦岭红桦天然次生林直径分布模型,并对矩估计法和混合估计法2种参数预估方法,以及极大似然估计法(MLE)、累积分布函数法(CDF)和修正的累积分布函数法(MCDF)3种模型拟合方法进行比较评价。在此基础上,进一步探究影响红桦天然林直径分布差异的主要因素。结果表明,混合估计法在预测模型参数上优于矩估计法,CDF拟合的直径分布模型精度表现优于MLE和MCDF。平均直径和林分密度对秦岭林区红桦直径分布影响显著。平均直径越大,林分密度越小的红桦林分直径结构越接近正态分布,呈倒钟形;平均直径越小,林分密度越大的红桦林分直径结构呈右偏或倒J形分布。研究结果证明了秦岭林区红桦天然林采用混合估计法预测参数并结合CDF进行拟合的直径分布模型估计效果最好。

关键词：红桦次生林直径结构 Weibull分布参数回收法

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中亚热带典型天然阔叶林主要树种林木高径比特征

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森林与环境学报 2022年第4期42卷 409-417页

作者：严铭海王金池黄清麟庄崇洋郑群瑞卓鸣秀中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 福建农林大学林学院福建福州350002 建瓯万木林省级自然保护区管理处福建建瓯353105

为揭示结构复杂、复层、异龄、多树种混交的中亚热带典型天然阔叶林主要树种的林木高径比特征,同时为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供主要阔叶树种林木高径比的典型参照,以建瓯万木林省级自然保护区内的中亚热... 详细信息

为揭示结构复杂、复层、异龄、多树种混交的中亚热带典型天然阔叶林主要树种的林木高径比特征,同时为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供主要阔叶树种林木高径比的典型参照,以建瓯万木林省级自然保护区内的中亚热带典型天然阔叶林14种主要树种为研究对象,运用Mann-Whitney U检验、Spearman秩相关系数、指数函数和双曲线函数分析主要树种各林层(包括3个亚层和全林)的林木高径比特征。结果表明,中亚热带天然阔叶林主要树种林木高径比平均值、最大值随亚层升高而减小,且平均值在各亚层之间总体上均有显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);主要树种各林层林木高径比与胸径总体上均呈现极显著负相关(P<0.01)且相关系数较高,其中,第Ⅰ、Ⅱ亚层的相关系数明显高于全林和第Ⅲ亚层,相关系数绝对值第Ⅰ亚层为0.8061~0.8953,第Ⅱ亚层为0.7882~0.9643,第Ⅲ亚层为0.4190~0.8091,全林为0.4190~0.8489;指数函数和双曲线函数拟合第Ⅰ、Ⅱ亚层林木高径比与胸径关系的效果均较好,而拟合全林和第Ⅲ亚层的效果均相对较差;指数函数拟合全林和第Ⅲ亚层林木高径比与胸径关系的决定系数(R^(2))相对较高,均方根误差(E_(rms))和平均绝对误差(E_(ma))相对较小,而双曲线函数拟合第Ⅰ、Ⅱ亚层的R^(2)相对较高,E_(rms)和E_(ma)相对较小。主要树种各亚层林木高径比不是常数,会因所属亚层和胸径的不同而变化;主要树种各林层林木高径比与胸径关系曲线拟合是有意义且必要的,双曲线函数能更好地描述主要树种第Ⅰ、Ⅱ亚层林木高径比与胸径的关系,指数函数能更好地描述主要树种全林和第Ⅲ亚层林木高径比与胸径的关系;各树种林木高径比特征需要且可以采用各树种各林层林木高径比与胸径关系曲线表达。

关键词：中亚热带天然阔叶林阔叶树种林层林木高径比指数函数双曲线函数

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基于距离相关Hegyi指数的云冷杉天然林单木胸径生长模型

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北京林业大学学报 2023年第10期45卷 59-69页

作者：周泽宇周超凡胡兴国陈科屹杜满义张会儒符利勇中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 吉林省汪清林业局吉林汪清133200 中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】基于与距离有关的Hegyi种内和种间竞争指数,构建以期初胸径及Hegyi竞争指数为预测变量的云冷杉天然林单木胸径生长预测模型。【方法】使用2013年金沟岭云冷杉林3块1 hm2固定样地内实测数据,以非线性Logistic模型为基础模型,逐... 详细信息

【目的】基于与距离有关的Hegyi种内和种间竞争指数,构建以期初胸径及Hegyi竞争指数为预测变量的云冷杉天然林单木胸径生长预测模型。【方法】使用2013年金沟岭云冷杉林3块1 hm2固定样地内实测数据,以非线性Logistic模型为基础模型,逐步引入期初胸径、种内和种间竞争指数,以探究竞争和生长对于单木胸径变化的影响,并利用非线性混合效应模型进行模型精度的提升。【结果】模型拟合结果显示:以期初胸径、种内Hegyi竞争指数、种间Hegyi竞争指数为预测变量,树种水平下随机效应作用在参数a_(0)、a_(2)、a_(3)上时,模型具有最优的拟合效果,且未出现异方差现象。建模数据的调整决定系数(R^(2)_(adj))、均方根误差(RMSE)、总相对误差(TRE)分别为0.5126、0.6071、3.6519%,利用检验数据对模型进行独立样本检验,检验数据的R^(2)_(adj)为0.5098,检验RMSE均为0.6242,检验TRE均为3.8831%,检验数据的残差分布未出现明显的异方差现象。【结论】云冷杉天然林中影响对象木胸径生长的因素包括单木大小因子与竞争因子。期初胸径对胸径生长的影响较大,为正向作用。竞争因子中,种内竞争和种间竞争均对单木胸径的生长具有明显的调控作用,为负向抑制作用。本文所构建的基于树种水平的非线性混合效应模型能够为研究区天然云冷杉林中对象木的胸径生长预测提供一定的理论基础以及技术参考。

关键词： Hegyi竞争指数期初胸径混合效应模型胸径生长

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坡垒相对叶绿素含量与图像特征的非线性分析及估测

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森林与环境学报 2023年第3期43卷 295-302页

作者：袁莹白前石蒙蒙王雪峰王鹏冯启武中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 青海省南北山绿化服务中心青海西宁810028 都兰林晟防沙治沙有限责任公司青海海西816100

为探讨濒危树种坡垒叶绿素含量与图像特征之间的非线性关系,研究用图像颜色和纹理特征估测坡垒叶绿素含量的可行性,从而为坡垒叶绿素含量的图像无损监测提供参考。以2年生坡垒为研究对象,获取坡垒冠层相对叶绿素含量(SPAD值)和可见光红-... 详细信息

为探讨濒危树种坡垒叶绿素含量与图像特征之间的非线性关系,研究用图像颜色和纹理特征估测坡垒叶绿素含量的可行性,从而为坡垒叶绿素含量的图像无损监测提供参考。以2年生坡垒为研究对象,获取坡垒冠层相对叶绿素含量(SPAD值)和可见光红-绿-蓝图像,采用广义可加模型(GAM)探究图像颜色和纹理特征与坡垒SPAD值的非线性相关性,并用基于Lasso算法筛选后的无多重共线性多图像特征构建多元线性回归模型、GAM、随机森林模型和XGBoost回归模型以估测SPAD值。结果表明:22个图像颜色纹理特征中与坡垒SPAD值线性相关最强的特征为相关标准差,呈正相关,非线性相关最强的特征为熵均值,呈反“J”形负相关;Lasso算法能够有效去除多图像特征之间存在的严重共线性,筛选后保留的15个图像特征方差膨胀因子值均低于10;利用多图像颜色和纹理特征估测SPAD值,经过交叉验证表明,XGBoost回归模型检验精度最高,决定系数、平均绝对误差和均方根误差分别为0.757、2.682和3.242。因此,坡垒图像颜色和纹理特征与SPAD值具有一定的非线性相关性,基于具有非线性解释能力的XGBoost回归模型的图像估测法可作为坡垒叶绿素含量估测的优选方法。

关键词：坡垒叶绿素含量图像估测法广义可加模型非线性关系

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海南热带雨林国家公园3种半天然林特征

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森林与环境学报 2023年第5期43卷 498-506页

作者：王少杰严铭海黄清麟彭文成廖立国黄士绮中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院) 海南海口571100

为揭示海南热带雨林国家公园32年生杉木、34年生加勒比松和27年生马占相思3种半天然林特征,采用主要测树因子分析林分生长特征,运用重要值与生物多样性指标分析树种组成与多样性特征。结果表明:3种半天然林整体上均已是充分郁闭林分,乔... 详细信息

为揭示海南热带雨林国家公园32年生杉木、34年生加勒比松和27年生马占相思3种半天然林特征,采用主要测树因子分析林分生长特征,运用重要值与生物多样性指标分析树种组成与多样性特征。结果表明:3种半天然林整体上均已是充分郁闭林分,乔木层均已经明显分异出2个亚层,直径分布均已表现为异龄林结构,林分密度分别为3600、2472和1540株·hm^(-2);灌木层林分密度分别高达8374、6828和9776株·hm^(-2);2500 m^(2)样地面积的乔木层树种丰富度分别为79、61和49,Shannon-Wiener指数分别为3.12、3.83和3.98;虽然乔木层优势种仍然为人工造林树种,但天然更新乡土树种重要值合计分别高达46.3%、54.0%和65.1%,其中乔木树种重要值占比分别高达87.1%、81.1%和93.1%;灌木层均为乡土树种天然更新林木,树种丰富度分别为137、113和91,Shannon-Wiener指数分别为4.66、5.25和3.89,其中乔木树种重要值占比分别为49.4%、54.8%和70.2%。3种半天然林都已是乔木层分异明显、乡土树种多样性异常丰富、异龄林结构特征明显的复层混交异龄林,天然更新乡土树种(80%以上为乔木树种)重要值合计已接近甚至是人工造林树种的2倍,其树种多样性高于30年生海南山地雨林皆伐伐后林和海南低地雨林残次林,乔木层和灌木层中均有不少珍贵或高价值乡土树种。

关键词：国家公园半天然林乡土树种天然更新林分生长树种组成多样性林分特征

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雄安新区土地利用变化及其对生态质量的影响

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浙江农林大学学报 2023年第5期40卷 1102-1110页

作者：潘婷王懿祥刘宪钊徐成立刘志军浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江杭州311300 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国雄安集团生态建设投资有限公司河北保定071699

【目的】研究雄安新区建区前后土地利用变化和生态质量动态变化,以期为雄安新区各行业建设和管理提供理论依据和数据支撑。【方法】以雄安新区3个县为研究区,基于2000、2017和2020年3期土地利用数据,利用遥感生态指数(remote sensing ec... 详细信息

【目的】研究雄安新区建区前后土地利用变化和生态质量动态变化,以期为雄安新区各行业建设和管理提供理论依据和数据支撑。【方法】以雄安新区3个县为研究区,基于2000、2017和2020年3期土地利用数据,利用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)模型评价生态质量的时空变化特征,研究土地利用变化对生态质量的影响,探讨土地利用变化的生态效应。【结果】①传统城镇化建设阶段(2000—2017年)土地利用类型主要由耕地向建设用地和未利用地转移,新区建设阶段(2017—2020年)土地利用类型主要由耕地和未利用地向林地转移;②2000—2017年雄安新区RSEI均值从0.62下降至0.57,生态质量总体有所退化;2020年RSEI均值增加至0.59,生态质量轻微改善;③土地利用与生态质量的分布和变化在空间上基本一致,林地、耕地面积的增减对生态质量的变化影响显著。在当前建设水平和1 km空间尺度下,未利用地转耕地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加13%;未利用地转林地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加7%。【结论】雄安新区应维护林地和耕地质量和数量,改善雄安新区生态质量,从而有效促进雄安新区可持续健康发展。

关键词：雄安新区土地利用变化生态质量遥感生态指数城镇化

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R程序包ForestStatTool在林学单木和林分因子统计中的应用

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北京林业大学学报 2024年第10期46卷 125-135页

作者：何潇雷相东周超凡段光爽周梦丽史景宁林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 信阳师范大学数学与统计学院河南信阳464000 河南农业大学林学院河南郑州450046 河北农业大学经济管理学院河北保定071000

【目的】为了实现林学中单木和林分指标的快速、准确计算,开发了通用的R包ForestStatTool,并通过具体示例介绍其在单木和林分因子统计计算中的应用。【方法】在R语言环境中,编写了12个实用函数,涵盖重复标签处理、重复坐标处理、样地分... 详细信息

【目的】为了实现林学中单木和林分指标的快速、准确计算,开发了通用的R包ForestStatTool,并通过具体示例介绍其在单木和林分因子统计计算中的应用。【方法】在R语言环境中,编写了12个实用函数,涵盖重复标签处理、重复坐标处理、样地分割、空间结构指标计算、竞争指标计算、生物多样性指标计算和林分因子统计这7大类。以北京十三陵林场的侧柏纯林0.06 hm2圆形样地和吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉针阔混交林1 hm2方形大样地的数据为例,介绍了ForestStatTool包的主要功能及使用方法。【结果】ForestStatTool包通过分析各类样地数据,成功计算了林木的空间结构、竞争指数和生物多样性等指标。结果表明:ForestStatTool包可有效识别林木的空间分布特征,量化林木的竞争压力,并揭示了林分结构和多样性分布的特征;还能够满足大样地和复杂林分的快速统计分析需求,适用于多种林业应用场景。【结论】ForestStatTool包可方便、快速、准确地完成样地数据检查与预处理,并完成林学单木和林分因子的相关统计计算。ForestStatTool包可应用于森林经理、森林培育、森林生态等领域。

关键词：数据分析统计 R程序包 ForestStatTool 单木因子林分因子样地调查数据

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环剥研究综述

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世界林业研究 2023年第6期36卷 38-44页

作者：王少杰严铭海黄清麟宋磊彭文成中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 福建林业科学研究院福州350012 海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院) 海口571100

依据国内外相关研究文献,可以按环剥目的和环剥部位将环剥分为不以枯死树木为目的的树干或树枝或树根或树皮环剥(第1类环剥)、以快速降低树干含水率为目的的树干环剥(第2类环剥)和以快速枯死树木为目的的树干环剥(第3类环剥)3个类型。... 详细信息

依据国内外相关研究文献,可以按环剥目的和环剥部位将环剥分为不以枯死树木为目的的树干或树枝或树根或树皮环剥(第1类环剥)、以快速降低树干含水率为目的的树干环剥(第2类环剥)和以快速枯死树木为目的的树干环剥(第3类环剥)3个类型。目前国内对环剥的研究基本都是针对第1类环剥,而对第2和第3类环剥的研究基本处于空白状态。应该根据国情和林情,引进、消化吸收和再创新第2类型和第3类型环剥,并将其作为常规的技术措施,应用于森林经营和生态修复中。文中在综述环剥定义以及第1类型环剥、第2类型环剥和第3类型环剥国内外研究进展的基础上,对第3类型环剥在国内的可能应用进行了展望。

关键词：环剥森林经营生态修复替代采伐粗木质残体林隙更新

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