检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2024年第12期60卷 1-12页

作者：罗光成何潇雷相东吴璧芸向玮北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 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】以长白落叶松人工林为研究对象,探究不同立地类型的立地质量差异,实现从立地分类到立地分级,精准评价长白落叶松人工林立地质量。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查固定样地数据,采用广义代数差分法构建林分优势高生长差分... 详细信息

【目的】以长白落叶松人工林为研究对象,探究不同立地类型的立地质量差异,实现从立地分类到立地分级,精准评价长白落叶松人工林立地质量。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查固定样地数据,采用广义代数差分法构建林分优势高生长差分模型。通过偏相关分析筛选对长白落叶松优势高生长具有显著影响的主导立地因子并形成立地类型(ST),应用K-Means算法对立地类型聚类形成立地类型组(STG),分别以ST、STG作为随机效应构建优势高生长混合效应模型,引入指数函数、幂函数、常数加幂函数消除异方差,采用一阶自回归、复合对称和自回归移动平均3种结构考虑自相关性,选出最优混合效应模型,根据立地类型组30年生的优势高进行立地分级。【结果】最优差分模型M1.1的调整决定系数(R_(a)^(2))为0.865,相对均方根误差(rRMSE)为7.756%。对林分优势高具有显著影响(P<0.01)的立地因子(偏相关系数)为海拔(0.379)、土层厚度(-0.247)、腐殖质层厚度(0.190)、坡位(0.113)、坡度(0.067),前3项为主导立地因子,形成45个立地类型。45个立地类型聚类形成5个立地类型组,考虑立地类型组的混合效应模型M1.7最优,赤池信息准则(AIC)为4402.492、贝叶斯信息准则(BIC)为4451.014,相较M1.1的AIC和BIC分别下降7.42%、7.04%。利用M1.7将5个立地类型组划分为5个立地等级,30年生的优势高依次为18.7、17.6、16.2、14.4和12.8 m。【结论】Richards、Korf、Hossfeld较其他基础模型更适宜推导差分模型;海拔、土层厚度、腐殖质层厚度是影响长白落叶松优势高生长的主导立地因子;获得立地类型与立地等级的对应表。

关键词：广义代数差分法长白落叶松混合效应模型立地质量评价

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非线性混合效应模型统一标准形式及应用

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中国科学：数学 2020年第1期50卷 15-30页

作者：符利勇唐守正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

非线性混合效应模型(nonlinear mixed effect model, NLMEM)对分析重复调查数据有着突出优势并且得到广泛应用.但是现有的混合模型仅包含单水平和逐级嵌套多水平的随机效应分析,没有包括交互作用及其他组合类型随机效应分析,因此,现有的... 详细信息

非线性混合效应模型(nonlinear mixed effect model, NLMEM)对分析重复调查数据有着突出优势并且得到广泛应用.但是现有的混合模型仅包含单水平和逐级嵌套多水平的随机效应分析,没有包括交互作用及其他组合类型随机效应分析,因此,现有的NLMEM没有一个统一的标准表达式.本文的目的在于提出一个包括所有随机效应类型NLMEM的统一表达式,并且给出正态分布NLMEM的一种参数计算方法 (线性逼近-逐步2次规划).通过落叶松实例和数值模拟验证表明,线性逼近-逐步2次规划算法具有较高的计算精度和较快的计算速度.该算法已在ForStat 2.2版本上实现.除此之外, NLMEM统一表达式还可推广到组变量情形,即考虑组变量的NLMEM.

关键词：交错随机效应嵌套随机效应一阶条件期望非线性混合效应模型逐步2次规划算法

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基于广义可加模型的广东省森林土壤有机质影响因子

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生态学杂志 2022年第11期41卷 2278-2288页

作者：刘晓彤黄金金张逸如李海奎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

摸清森林土壤有机质的影响因子,可以为森林经营和森林质量提升提供依据。本研究基于1182个样地,采用克里金插值法分析了广东省森林土壤有机质的空间分布。以地理、地形、林分、气候、土壤物理和森林经营因子共52项因子为解释变量,以森... 详细信息

摸清森林土壤有机质的影响因子,可以为森林经营和森林质量提升提供依据。本研究基于1182个样地,采用克里金插值法分析了广东省森林土壤有机质的空间分布。以地理、地形、林分、气候、土壤物理和森林经营因子共52项因子为解释变量,以森林土壤有机质为响应变量,利用广义可加模型(generalized additive model,GAM)拟合,筛选出对土壤有机质影响显著的单因子。在此基础上,将影响显著的定性因子和定量因子分别交互,提取对于土壤有机质具有显著影响的交互项。结果表明:(1)森林土壤有机质的空间分布表现出明显的异质性,西北部高,中部偏西较高,南部沿海地区低。(2)采用GAM可以较好地拟合响应变量与解释变量的非线性关系。对森林土壤有机质具有极显著影响的因子包括坡度级、优势树种、土壤含水量、非毛管蓄水量和非毛管孔隙度;具有显著影响的因子包括经度、坡向、海拔、物种数量、腐殖质层厚、等温条件、年最低气温和土壤厚度。单因素GAM的修正确定系数为0.502,方差解释率为59.7%。优势树种、坡向和坡度级定性因子与经度、腐殖质层厚、等温条件、年最低气温、土壤含水量、非毛管蓄水量、非毛管孔隙度和土壤厚度定量因子的交互项对森林土壤有机质具有显著影响。交互GAM修正确定系数为0.515,方差解释率为59.8%。广东省森林土壤有机质受到地理、地形、林分、气候和土壤物理因子的共同作用,其中地形因子和土壤物理因子影响较大。研究结果能够为广东省森林质量提升和森林合理经营提供依据。

关键词：广义可加模型土壤有机质定性因子定量因子交互作用

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广东省森林土壤养分异质性析因

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北京林业大学学报 2021年第2期43卷 90-101页

作者：刘晓彤李海奎曹磊张逸如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】分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)为因变... 详细信息

【目的】分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)为因变量,以地理因子、地形因子、土壤因子和林分因子四大类20个变量(10个定性因子,10个定量因子)为自变量,基于一般线性模型,采用向后剔除法筛选主效应因子,引入定性和定量因子交互,分析森林土壤养分的影响因子及影响程度。定量因子进行多元线性回归分析,定性因子通过多重比较分析水平间的差异。【结果】(1)对土壤养分影响较大的环境因子包括3个地理因子(经度、纬度和流域)、3个地形因子(海拔、坡位和坡度级)、4个林分因子(林下植被盖度、平均胸径、平均年龄、优势树种)。(2)影响因子对不同土壤养分的解释程度不一。AN的解释程度较高,均在0.30以上;OM和AK的解释程度在0.25以上;AP的解释程度较低,在0.20以上。交互作用显著提高了土壤养分的解释程度,平均增加0.141。其中AN提高到接近0.50,OM和AK分别超过0.45和0.40,最低的AP超过0.30。(3)通过多重比较分析,优势树种、流域、坡位不同土壤养分的不同水平间存在显著性差异。【结论】影响广东省森林土壤异质性的因素包括地理因子、地形因子和林分因子。不同土壤养分的影响因子并不完全相同,纬度、流域、海拔、坡位、成土母岩、平均胸径、平均年龄和优势树种8个因子对大多数土壤养分因子有影响。土壤养分中,OM和AN的解释程度较高,AP和AK的解释程度较低。交互作用显著提高了影响因子对土壤养分的解释程度。本研究提出的含定性因子的主效应筛选方法和引入一阶定性因子和定量因子交互,可以显著提高土壤养分的解释程度,对类似问题的解决有参考价值。

关键词：土壤养分异质性影响因子向后剔除法定性定量交互

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天然次生林碳储量生长模型与固碳能力驱动力研究

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北京林业大学学报 2023年第1期45卷 1-10页

作者：何潇李海奎张逸如黄金金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】针对采伐干扰后天然恢复的次生林,建立其碳储量生长模型及对应的碳汇模型,分析不同因子对固碳能力的驱动作用,为固碳能力量化评价提供科学依据。【方法】基于吉林省第9次森林资源连续清查固定样地数据筛选出的111个采伐后形成... 详细信息

【目的】针对采伐干扰后天然恢复的次生林,建立其碳储量生长模型及对应的碳汇模型,分析不同因子对固碳能力的驱动作用,为固碳能力量化评价提供科学依据。【方法】基于吉林省第9次森林资源连续清查固定样地数据筛选出的111个采伐后形成的天然次生林样地数据,采用Richards理论生长方程,以样地平均木的碳储量为因变量,以样地平均年龄为自变量,通过对年龄分组和迭代算法建立碳储量分级生长模型,通过对碳储量分级生长模型中的年龄求导得到碳汇分级生长模型。采用决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果。以地理因子、地形因子、气候因子、土壤因子和林分因子为自变量,基于一般线性模型,引入定性和定量因子交互作用,分析固碳能力的驱动力。【结果】(1)天然次生林碳储量分级生长模型的R2为0.9656,RMSE为2.61 kg,具有很好的拟合优度。(2)各个分级碳汇量最大的年龄分别为8、10、13、17和29年,以1000株/hm2的密度计算,5年时间的阈值为1.84 t/hm2,到30年时增加到10.78 t/hm2,各级间的阈值随年龄的增加而增加。(3)一阶定性和一、二阶定量交互的模型对平均木碳储量的解释最高,R2为0.9192,与不含交互项的主效应模型相比,R2提高了0.0885。(4)对于平均木碳储量,地理因子(经度和纬度)、地形因子(海拔、地貌、坡向、坡位和坡度)、枯枝落叶层厚度、气候因子(年均气温、极端最低温度、湿度指数、无霜期天数)、土壤因子(土壤厚度)和林分因子(年龄和优势树种)等因子有显著性影响;对于不同立地分级20年时碳密度,地理因子(纬度)、地形因子(地貌、坡度和坡向)、气候因子(极端最高温度、最热月平均温度和湿度指数)、土壤因子(土壤类型和砾石含量)和林分因子(优势树种)等因子有显著性影响,而海拔和腐殖质厚度等变量存在于交互项中,其主效应并不显著。【结论】天然次生林不同等级的碳密度在不同的时间段,等级间的阈值不同,随着年龄的增加,各级间的阈值不断增加,但不同等级间碳储量的相对差距随着年龄的增加而减小。引入交互作用可以提高模型对森林固碳的解释程度。纬度等地理因子,坡度、坡向等地形因子,湿度指数等气候因子和优势树种等林分因子是影响天然次生林固碳能力因素的关键因子。

关键词：天然次生林生长模型固碳分级影响因子

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中国森林经理学研究进展与展望

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林业科学 2020年第9期56卷 130-142页

作者：张会儒雷相东李凤日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 东北林业大学哈尔滨150040

森林经理学是林学的重要组成部分,是研究如何有效组织森林经营活动的应用基础理论、方法、技术和工艺的一门科学,在林业建设中发挥着重要作用。森林经理学20世纪初从日本引入中国,逐渐形成了一个学科群,包括森林经理学、测树学、遥感和3... 详细信息

森林经理学是林学的重要组成部分,是研究如何有效组织森林经营活动的应用基础理论、方法、技术和工艺的一门科学,在林业建设中发挥着重要作用。森林经理学20世纪初从日本引入中国,逐渐形成了一个学科群,包括森林经理学、测树学、遥感和3S技术、信息管理和系统科学在森林经理中的应用等。本文从森林经营理论与技术模式、森林资源调查监测与管理、林业统计与森林生长收获模型、森林经营计划与优化决策、林业遥感技术与应用、林业信息技术应用6方面对中国森林经理学60多年来的研究进展进行综述。在森林经营理论与技术模式方面,提出人工林多功能经营和结构化森林经营技术体系,森林经营理论与技术处于森林可持续经营指导下的近自然经营、多功能经营等实践探索和理论验证阶段。在建立和完善中国森林资源连续清查体系过程中,森林经理学科的研究提供重要技术支撑。随着现代统计学方法的应用逐步深入,提出一套完整的建立相容性立木地上生物量模型方法。建立气候敏感的林分生长模型,将碳储量作为经营目标成为森林多目标经营规划研究的一项重要内容,以满足气候变化背景下的生长收获预测和适应性经营需要。遥感技术发展迅速,在森林参数定量反演方面,主要进展集中在激光雷达以及多模式遥感数据的综合反演技术等;无人机在森林调查中也开始得到应用;研制高分林业遥感服务平台和应用系统,促进自主高分遥感数据的应用。研发大量森林资源管理应用系统,实现包含遥感影像、地理信息、小班区划和林地属性信息的全国林地“一张图”管理。尽管中国森林经理学在上述方面均已取得显著进展,但存在尚未形成中国特色的森林经营理论与技术体系、森林经营基础研究薄弱、森林资源监测体系时效性差、缺乏森林经营的计划工具等问题,总体上处于“跟跑”地位。森林的多功能及其实现是森林经理学研究的严峻挑战,也是森林经理学发展的难得机遇,需要发挥多学科综合交叉研究与产学研相结合的优势,开展森林经营的理论研究、应用基础研究以及技术和工艺研究,以适应现代林业发展需求。

关键词：森林经理调查监测经营规划生长模型遥感信息管理系统

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基于林分潜在生长量的立地质量评价方法与应用

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林业科学 2018年第12期54卷 116-126页

作者：雷相东符利勇李海奎李玉堂唐守正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 吉林省林业调查规划院长春130022

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和... 详细信息

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和潜在生产力模型-落实到地块的立地质量制图技术流程,并以吉林省针阔混交林为例,利用4期一类清查固定样地数据,基于林分潜在生长量的立地质量评价方法开展案例研究。【结果】影响吉林省林地立地质量的主要立地因子包括地貌、海拔、坡位、坡度、土壤类型和腐殖质层厚度;采用立地类型约束的树高生长分级法,将6个因子组合的立地类型分为5个等级,针阔混交林不同立地等级的林分平均高、断面积和蓄积量生长模型具有较好的生物学意义和统计可靠性,决定系数(R^2)分别为0.991 8、0.986 6和0.984 2; 5个立地等级的潜在蓄积生产力在3.6～5.8 m^3·hm^(-2)a^(-1)间,并给出了立地潜在生长量对应的合理林分密度。【结论】基于林分潜在生长量的立地质量评价方法适用于纯林和混交林,可以回答一定立地的最大生产力及现存林分通过密度调控可以提高多少生产力。

关键词：立地质量潜在生长量立地分级林分生长类型混交林

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与年龄无关的马尾松优势高生长模型研究

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林业科学研究 2023年第2期36卷 178-185页

作者：张可欣刘宪钊国红刘丹雷渊才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]通过构建与年龄无关的理论生长方程,用于预测在年龄未知或不是有效影响因子时的马尾松人工林优势高。[方法 ]基于常用的Hossfeld IV、Lundqvist-Kolf、Richards、Schumacher等4个理论生长方程,推导其不含年龄因子的差分形式,构建... 详细信息

[目的]通过构建与年龄无关的理论生长方程,用于预测在年龄未知或不是有效影响因子时的马尾松人工林优势高。[方法 ]基于常用的Hossfeld IV、Lundqvist-Kolf、Richards、Schumacher等4个理论生长方程,推导其不含年龄因子的差分形式,构建与地位指数相关的可变参数、与年龄无关的马尾松优势高模型。[结果 ]在4种基础理论生长模型中,以Richards模型建立的与年龄有关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。与年龄无关模型的拟合精度均高于与年龄有关模型的拟合精度,Richards模型和Korf模型差分形式建立的与年龄无关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。在引入地位指数时,Hossfeld模型的拟合精度提高效果最明显,且以设定k为可变参数时,建立与年龄无关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。[结论 ]在异龄林或年龄难以获得时,与年龄无关的理论生长模型能够预测优势高的生长,将地位指数与可变参数建立函数关系代入模型拟合后,模型精度提高,可以更好地应用于预测林分生长。

关键词：差分方程年龄无关方法生长模型优势高

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长白山北坡云冷杉阔叶混交林的物种多度格局

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林业科学 2021年第5期57卷 93-107页

作者：郭跃东张会儒卢军王卓晖中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 山西农业大学太谷030801 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 吉林省汪清林业局汪清133200

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的... 详细信息

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的物种多度分布机制提供理论指导。【方法】采用经验统计模型、生态位模型、群落中性理论模型以及复合生态位模型,对长白山北坡12块云冷杉阔叶混交过伐林样地进行物种多度格局分析。【结果】经验统计模型中对数正态模型和泊松对数正态模型拟合效果最佳,对数级数模型拟合效果较差,对数级数模型参数T和对数正态模型参数λ可作为表征群落多样性的重要参数;生态位模型中断棍模型拟合效果最佳,其次是生态位重叠模型和几何级数模型,再次为Zipf模型和Zipf-Mandelbrot模型,最后为随机分配模型和优势优先模型;复合生态位模型拟合效果较传统生态位模型有较大提高,复合模型可能在群落丰富种和稀有种呈现竞争等级多度分布时拟合效果最佳;以胸高断面积为指标的物种多度分布拟合与以个体数为指标的经验统计模型和生态位模型物种多度分布拟合表现基本一致,而在群落中性理论模型和复合模型拟合表现方面有一定差异,可能与稀有种断面积比重较大有关。【结论】复合模型可能成为连接经验模型、生态位模型和中性理论模型的纽带,为研究物种多度格局提供数学途径和思路。云冷杉阔叶混交过伐林群落物种等级多度分布某种程度上是生态位过程和随机干扰生态过程共同作用的结果。

关键词：物种多度关系模型复合模型联合中性理论模型生态位模型随机分配模型

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森林生态系统服务多功能性:概念、指标和经营模拟模型

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 1-11页

作者：雷相东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重点实验室中国林业科学研究院资源信息所北京100091

森林生态系统同时提供多种功能和服务的能力,被称为森林生态系统多功能性,可分为生态系统功能多功能性和生态系统服务多功能性。近年来,生态学领域对生物多样性与多功能性关系机理、多功能性驱动因子等进行了大量研究,这些研究持续成为... 详细信息

森林生态系统同时提供多种功能和服务的能力,被称为森林生态系统多功能性,可分为生态系统功能多功能性和生态系统服务多功能性。近年来,生态学领域对生物多样性与多功能性关系机理、多功能性驱动因子等进行了大量研究,这些研究持续成为热点。然而,这些研究成果在实际应用,尤其是在指导森林经营实践方面,尚显不足。森林经营一直以实现多种功能或服务的最大化为目标,但目前还缺乏与生态学中多功能性理论研究的有机联系,迫切需要将二者结合。本文对国际国内森林生态系统服务多功能性的概念、指标、评价方法、经营模拟和优化模型进行了综述,认为预测森林生态系统服务及多功能性、在森林经营单位层面实现多功能性最大化是将来的研究方向。因此,需要加强森林经营模型模拟研究,寻找减少不同服务间冲突、增加协同(即增加多功能性)的经营策略,回答森林经营和气候变化如何影响生态系统服务间的权衡和协调关系及其时空变化等理论和实际问题。

关键词：森林生态系统服务多功能性森林生长模型权衡–协调关系多目标优化

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