東北林區(qū)主要樹(shù)種及林分類(lèi)型生物量模型研究.pdf

1、森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征，生物量數(shù)據(jù)是研究許多林業(yè)問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題的基礎(chǔ)，因此，準(zhǔn)確測(cè)定生物量對(duì)于計(jì)算碳儲(chǔ)量以及研究氣候變化、森林健康、森林生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)等十分重要。雖然直接測(cè)量每個(gè)部分（樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉和樹(shù)根）實(shí)際的重量無(wú)疑是估計(jì)生物量最準(zhǔn)確的方法，但是這個(gè)過(guò)程需要大量的時(shí)間和金錢(qián)。因此，目前測(cè)算森林生物量常用的方法為生物量模型估算法。
　　本研究以東北林區(qū)主要樹(shù)種以及林分類(lèi)型為研究對(duì)象，基于東北林區(qū)17個(gè)主要樹(shù)

2、種的1049株解析木以及27個(gè)林分類(lèi)型的20996塊固定樣地?cái)?shù)據(jù)，較為全面的分析了東北林區(qū)主要樹(shù)種以及主要林分類(lèi)型生物量分配比例和根莖比變化規(guī)律，并利用似然分析法去判斷各樹(shù)種、林分類(lèi)型總量及各分項(xiàng)生物量異速生長(zhǎng)方程的誤差結(jié)構(gòu)（相加型和相乘型），采用非線(xiàn)性似乎不相關(guān)回歸構(gòu)建了其總量及各分項(xiàng)生物量可加性生物量模型，最后用“刀切法”來(lái)評(píng)價(jià)所建立的生物量模型?？偟膩?lái)說(shuō)，本研究從單木及林分生物量模型誤差結(jié)構(gòu)的確定、可加性生物量模型結(jié)構(gòu)、生物量分配

3、比例和根莖比變化規(guī)律等方面進(jìn)行深入地研究，為全國(guó)性生物量和碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)提供可靠的理論與技術(shù)知識(shí)。
　　本研究具體貢獻(xiàn)及結(jié)論:
　　(1)選擇對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化的線(xiàn)性回歸還是非線(xiàn)性回歸主要依賴(lài)于異速生長(zhǎng)方程的誤差結(jié)構(gòu)。似然分析法被認(rèn)為更符合核心統(tǒng)計(jì)原則，更適合用來(lái)確定模型的誤差結(jié)構(gòu)。
　　(2)3SPW系統(tǒng)和SUM(3)系統(tǒng)不僅解決了生物量模型的不可加性，且有較好的預(yù)測(cè)能力，是確保生物量可加性的不錯(cuò)選擇。但是3SPW系統(tǒng)在模型估計(jì)和

4、實(shí)際應(yīng)用中較為復(fù)雜，而SUM(3)系統(tǒng)則相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。
　　(3)東北林區(qū)17個(gè)樹(shù)種不同胸徑大小樹(shù)木的各器官生物量分配比例是不同的，其變化規(guī)律有一定的不穩(wěn)定性，有些器官生物量分配比例隨著胸徑的增大而增大（或增大的趨勢(shì)），有些器官生物量分配比例隨著胸徑的增大而減?。ɑ驕p小的趨勢(shì)），還有一些器官生物量分配比例不隨胸徑的變化而變化（或沒(méi)有明顯的增大或減?。４送?，本研究也表明了東北林區(qū)3個(gè)主要人工林針葉樹(shù)種不同齡級(jí)會(huì)影響其各器官生物量相

5、對(duì)分配比例。
　　(4)東北林區(qū)各樹(shù)種樹(shù)干生物量所占百分比最大，為62.6％，緊隨其后的是樹(shù)根生物量，其所占百分比為22.0％，而樹(shù)枝和樹(shù)葉生物量百分比較小，分別為11.2％和4.2％。此外，東北林區(qū)各樹(shù)種地上生物量與地下生物量有著明顯的線(xiàn)性關(guān)系，其根莖比變化范圍為0.196～0.378。
　　(5)本文所建立的聚合型可加性生物量模型中，總量、地上和樹(shù)干生物量模型擬合和預(yù)測(cè)效果較好，而樹(shù)葉和樹(shù)枝生物量模型擬合和預(yù)測(cè)效果較差。

6、所建立的東北林區(qū)主要樹(shù)種總量與各分項(xiàng)生物量模型的擬合效果較好，其預(yù)測(cè)精度基本都在80％以上，都能對(duì)東北林區(qū)主要樹(shù)種生物量進(jìn)行很好的估計(jì)。
　　(6)東北林區(qū)各林分類(lèi)型生物量分配給樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉和樹(shù)根的比例存在巨大的差異，其生物量分配比例與林分平均直徑、林分平均高和林分密度也有明顯規(guī)律性，且變化趨勢(shì)并不相同。其中，黑龍江大興安嶺林區(qū)各林分類(lèi)型樹(shù)干、樹(shù)根、樹(shù)枝和樹(shù)葉的分配比例平均值分別為64.1％、23.0％、10.2％和2.7％;

7、吉林省長(zhǎng)白山林區(qū)各林分類(lèi)型樹(shù)干、樹(shù)根、樹(shù)枝和樹(shù)葉的分配比例平均值分別為63.1％、21.4％、12.5％和3.0％;黑龍江省小興安嶺、長(zhǎng)白山林區(qū)各林分類(lèi)型樹(shù)干、樹(shù)根、樹(shù)枝和樹(shù)葉的分配比例平均值分別為62.8％、21.4％、11.9％和3.9％。
　　(7)不同林分類(lèi)型的根莖比存在一定的差異，且絕大多數(shù)林分類(lèi)型根莖比與林分平均直徑、林分平均高和林分密度存在顯著的變化關(guān)系。不同地區(qū)各林分類(lèi)型平均值根莖比在0.210～0.370之間，其

8、平均值為0.280。其中，黑龍江省大興安嶺林區(qū)根莖比平均值為0.300;吉林省長(zhǎng)白山林區(qū)根莖比平均值為0.275;黑龍江省小興安嶺、長(zhǎng)白山林區(qū)根莖比平均值為0.274。
　　(8)本研究所建立的林分總量、地上和樹(shù)干生物量模型擬合和預(yù)測(cè)效果較好，而地下（樹(shù)根）、樹(shù)葉和樹(shù)枝生物量模型擬合和預(yù)測(cè)效果較差?？偟膩?lái)說(shuō)，所建立的東北林區(qū)主要林分類(lèi)型三類(lèi)林分生物量模型的擬合效果較好，其預(yù)測(cè)精度基本都在90％以上，都能對(duì)東北林區(qū)主要林分類(lèi)型生物量