華北落葉松天然林單木冠幅模型研究.pdf

1、華北落葉松(Larix principis-rupprechtii)是我國華北地區(qū)山地的主要造林樹種。其優(yōu)點眾多，生長速度快、木材材質(zhì)好、用途廣、腐朽耐力強，是營造經(jīng)濟(jì)生態(tài)林的良好樹種，同時也是杰出的防護(hù)林樹種。樹冠是樹木進(jìn)行光合作用和積累能量的重要場所，它反映了樹木的生長活力和競爭力，是樹木一個重要的健康指標(biāo)。冠幅是描述樹冠生長的重要指標(biāo)也是森林生長收獲預(yù)估模型的重要預(yù)測變量。因此準(zhǔn)確預(yù)估冠幅對森林可持續(xù)經(jīng)營和森林生態(tài)研究極其重要。本

2、文以多種樹木林分因子為協(xié)變量構(gòu)建了一般冠幅-胸徑預(yù)測模型，并且分析了地域效應(yīng)和區(qū)組效應(yīng)以及嵌套在區(qū)組里的樣地效應(yīng)對華北落葉松冠幅影響，以此為基礎(chǔ)使用了非線性混合效應(yīng)模型構(gòu)建了相應(yīng)的冠幅模型，最后還考慮了冠幅與東西南北四個方向的冠徑的相關(guān)性，并使用了四種可加性模型方法構(gòu)建了相應(yīng)的模型系統(tǒng)，四種模型系統(tǒng)都解決了冠幅與東西南北四個方向的冠徑的相容性;最后通過綜合比較確定了最優(yōu)的可加性冠幅模型系統(tǒng)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)三參數(shù)的邏

3、輯斯蒂模型:CW=a/1+exp[b+cln(D+1)]能較好反映華北落葉松天然次生林冠幅和直徑之間的非線性關(guān)系，與其它候選模型相比，該模型有較高的擬合精度，并且模型各參數(shù)都具有一定的生物學(xué)意義;對象木冠長(CL)、對象木樹高(H)和每公頃株數(shù)(M)對冠幅影響較大，當(dāng)這些因子作為預(yù)測變量時能明顯改進(jìn)模型的預(yù)測精度;得到的改進(jìn)后的冠幅模型表達(dá)式為:CW=1.4875-0.0311H+ exp[(-3.6416-0.0002M)+(2.43

4、46+0.0045CL) ln(D+1)]通過大量實驗數(shù)據(jù)驗證，該模型具有較高的預(yù)測精度。
　　(2)研究發(fā)現(xiàn)區(qū)組效應(yīng)和嵌套在區(qū)組里面的樣地效應(yīng)對華北落葉松的隨機影響較大，當(dāng)模型考慮這些隨機影響時模型預(yù)測精度能進(jìn)一步顯著提高;指數(shù)方差函數(shù)且預(yù)測變量為胸高直徑能有效剔除模型的異方差，表達(dá)式為:var(εijk)=σ2 exp(2γxijk);利用所構(gòu)建的嵌套兩水平非線性混合效應(yīng)模型預(yù)測冠幅時，利用隨機抽取的4株樣地計算隨機效應(yīng)參數(shù)效

5、果較好。當(dāng)?shù)赜蛐?yīng)作用在固定效應(yīng)參數(shù)β1和β5上時，模型對應(yīng)的AIC(5425)最小而LogLik(-2697)最大最終構(gòu)建了華北落葉天然林非線性回歸效應(yīng)單木冠幅模型。
　　(3)以模型(4-3)為基礎(chǔ)模型，使用非線性聯(lián)立方程組(NSE)、非線性似然不相關(guān)回歸(NSUR)、比例平差法(AP)和最小二乘法獨立回歸(OLSSR)方法構(gòu)建冠幅可加性模型系統(tǒng)，這幾種方法都能有效的考慮總冠幅和各樹冠半徑之間的相關(guān)性。通過綜合對比這幾種可加性