联合机载LiDAR和星载多光谱数据的森林地上生物量异速生长模型构建方法

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作者 丁相元 陈尔学 +3 位作者 赵磊 范亚雄 徐昆鹏 马云梅 《自然资源遥感》 北大核心 2025年第3期123-132,共10页

森林地上生物量(above ground biomass,AGB)是森林资源监测的重要指标之一,是森林碳储量的重要组成部分。形式简单且具有物理意义的森林AGB估测模型对提高森林资源监测效率具有重要的意义。文章在已有研究基础上,提出了一种联合机载LiDA... 森林地上生物量(above ground biomass,AGB)是森林资源监测的重要指标之一,是森林碳储量的重要组成部分。形式简单且具有物理意义的森林AGB估测模型对提高森林资源监测效率具有重要的意义。文章在已有研究基础上,提出了一种联合机载LiDAR提取的高度特征、森林郁闭度以及星载多光谱植被指数的森林AGB异速生长模型估测方法。以内蒙古根河市为试验区,基于2022年获取的LiDAR数据、哨兵2A多光谱数据以及邻近时间获得的样地数据,对比分析了LiDAR高度特征和多种植被指数与森林AGB的相关性,选择最优LiDAR高度特征与植被指数应用于所提出的模型(ModelB_(N)),并与仅利用高度特征(ModelB)、高度特征与植被指数联合(ModelB_(Y))、高度特征与郁闭度联合(ModelB_(HC))3种模型进行对比。结果表明:LiDAR高度特征中,90%高度分位数(H90)与研究区森林AGB的相关性最高;所用植被指数中,核函数植被指数KNDVI_(rel)与森林AGB的相关性最高。4种模型中,ModelB_(N)模型具有最高的R_(adj^(2))值(0.78)和估测精度(83.25%)、最低的均方根误差(root mean squared error,RMSE)(15.87 t/hm^(2));ModelB_(N)模型估测结果精度优于ModelB_(HC)(R_(adj^(2))和EA分别提高0.05和1.75百分点,RMSE降低1.66 t/hm^(2)),ModelB_(Y)模型估测结果精度优于ModelB(R_(adj^(2))和EA分别提高0.03和1.19百分点,RMSE降低1.12 t/hm^(2)),说明植被指数作为指数幂的合理性;虽然ModelB_(N)模型并非所有像元的不确定性最低,但整体最优。总体来看,ModelB_(N)模型精度最高,简单高效,且有一定的物理意义,可作为一种新的森林AGB估测技术手段,为森林资源监测提供技术支撑。 展开更多

关键词 森林AGB 多源数据 异速生长模型 遥感估测

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广西主要树种(组)异速生长模型及森林生物量特征 被引量：62

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作者 汪珍川 杜虎 +4 位作者 宋同清 彭晚霞 曾馥平 曾昭霞 张浩 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第13期4462-4472,共11页

基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配。结果表明:(1)广西11类树种... 基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配。结果表明:(1)广西11类树种(组)叶、枝、干、根、全株生物量(除了杉树叶、桉树叶生物量)、地上-地下、胸径-树高的优化回归模型均为幂函数,经t检验均达到显著水平(P<0.05),其中11类树种(组)以全株生物量的模拟效果最好;(2)广西森林总生物量为1425.37 Tg,平均生物量为105.36 Mg/hm2,各森林类型总生物量为松树林(366.14 Tg)>硬阔(291.08 Tg)>软阔(239.75 Tg)>石山林(165.51 Tg)>杉木林(164.01 Tg)>桉树林(99.55 Tg)>栎类(46.34 Tg)>八角林(20.21 Tg)>油茶林(19.59 Tg)>竹林(13.19 Tg),均随年龄的增加而增加,各层次生物量均以乔木层占绝对优势,所占比例为78.30%—97.47%,各龄组地上生物量均大于地下生物量;(3)考虑统计学与实际应用之间的平衡及异速生长模型的可解释量、回归系数的显著性,以胸径为变量的生物量模型能有效估算广西主要树种(组)各器官及总生物量;(4)优化筛选的广西各树种(组)的地上-地下优化异速生长模型及推算的地上-地下生物量比,对于估计广西森林地下生物量具有重要参考价值。 展开更多

关键词 树种(组) 异速生长模型 生物量 龄组 广西森林

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臭冷杉生物量分配格局及异速生长模型 被引量：42

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作者 汪金松 张春雨 +1 位作者 范秀华 赵亚洲 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第14期3918-3927,共10页

臭冷杉是长白山阔叶红松林中重要针叶树种,采用整株收获法分析21株臭冷杉地上地下生物量分配格局。在枝条水平上采用样枝直径(BD)、样枝长度(BL)、样枝所在轮生枝位置(WP)建立活枝、针叶生物量异速生长模型,在植株水平上采用胸径(DBH)... 臭冷杉是长白山阔叶红松林中重要针叶树种,采用整株收获法分析21株臭冷杉地上地下生物量分配格局。在枝条水平上采用样枝直径(BD)、样枝长度(BL)、样枝所在轮生枝位置(WP)建立活枝、针叶生物量异速生长模型,在植株水平上采用胸径(DBH)、树高(H)、年龄(Age)、树冠长度(CL)、树冠比率(CR)、南北向冠幅(CW1)、东西向冠幅(CW2)等变量建立树干木质、树皮、活枝、针叶、粗根及整株生物量模型。并利用逐步线性回归法获得不同器官生物量最优模型。结果表明:(1)活枝生物量主要集中在树冠中下层,针叶生物量集中在树冠中层。树冠中层和下层枝叶生物量无显著差异(P>0.05);(2)21株臭冷杉地上生物量和地下生物量变动范围分别为1.026—506.047 kg/株和0.241—112.000 kg/株。粗根、活枝、针叶、树干木质、树皮及枯枝生物量占整株生物量的相对比例分别为18.68%、18.39%、12.02%、39.29%、8.70%和2.92%;(3)地上生物量与地下生物量呈显著线性相关(P<0.001),拟合线性方程斜率为0.23;(4)枝条水平上,活枝生物量模型解释量超过95%,平均预测误差小于30%。与单变量(BD)活枝生物量模型相比,2变量(BD、BL)和3变量(BD、BL、WP)模型解释量分别提高1.2%和2.0%,平均预测误差分别下降6.26%和9.27%。针叶生物量相对较难预测,模型解释量仅为82.7%,平均预测误差接近50%,模型中增加BL和WP变量并未提高针叶生物量的预测精度。活枝生物量与BD、BL、WP正相关,针叶生物量与BD正相关,与BL、WP负相关;(5)植株水平上,基于胸径的单变量模型可解释量大于90%,增加树高变量未能显著提高生物量模型的预测精度。年龄决定了臭冷杉的树干生物量,忽视年龄变量将会产生生物量预测误差。树冠特征是影响枝叶生物量预测精度的重要变量。综合考虑模型的可解释量及回归系数显著性可知,胸径是预测臭冷杉不同器官生物量的可靠变量。 展开更多

关键词 生物量分配格局 枝水平 株水平 异速生长模型

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南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量分配特征与异速生长模型 被引量：17

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作者 赵厚本 周光益 +3 位作者 李兆佳 邱治军 吴仲民 王旭 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期23-31,共9页

【目的】分析南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量器官分配特征,构建各树种单株及不同组分(地上部分和地下部分)生物量模型,以提高其生物量估算准确性。【方法】以位于广州市的南亚热带常绿阔叶林为对象,以该地区森林历史调查数据为... 【目的】分析南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量器官分配特征,构建各树种单株及不同组分(地上部分和地下部分)生物量模型,以提高其生物量估算准确性。【方法】以位于广州市的南亚热带常绿阔叶林为对象,以该地区森林历史调查数据为依据,结合研究区实际树种组成,选取黧蒴、中华锥、千年桐和华润楠4个常见树种,采用收获法测定各树种不同组分生物量,构建各树种单株及各组分的生物量模型,并探讨树高(H)和木材密度(ρ)作为第二自变量以不同形式加入模型对模型精度的影响。【结果】4个树种树叶生物量占比为5.34%~7.28%,华润楠显著低于黧蒴(P<0.05);4个树种树枝生物量占比为16.82%~24.20%,华润楠显著低于中华锥和黧蒴(P<0.05);4个树种树干生物量占比为47.22%~58.05%,中华锥显著低于其他3个树种(P<0.05);4个树种树根生物量占比为14.25%~22.25%,黧蒴和千年桐显著低于中华锥和华润楠(P<0.05);随着胸径增大,千年桐和华润楠的树叶生物量占比呈极显著下降趋势(P<0.01),4个树种的树枝生物量占比均呈上升趋势,树干生物量占比均呈下降趋势,根生物量占比和胸径之间均未表现出显著相关性;以胸径(D)为单一自变量的生物量模型具有较好拟合精度(平均R^(2)=0.947);将H以D2H形式包含在模型中,导致地上和全株生物量模型的拟合能力下降,但地下生物量拟合能力略有提升;将H以独立第二自变量包含在模型中,将增加模型的多重共线性问题;将ρ以D2ρ形式包含在模型中对单株及各组分生物量的估算精度均有所下降;将ρ以独立第二自变量包含在模型中,能略微提高估算精度。【结论】阳生树种千年桐分配较多生物量给树干,耐荫树种中华锥分配较多生物量给枝叶,耐荫树种中华锥和华润楠的根系更发达。随着胸径的增加,4个树种的树干生物量分配比例呈下降趋势而树枝的生物量分配比例呈上升趋势。对4个树种的生物量估算,建议选用D为单一自变量的模型,不建议将H作为第二自变量包含在模型内。增加ρ为第二自变量后仅能小幅提高模型拟合能力,建议实际应用中根据调查目的在准确性和工作难度间做出取舍。 展开更多

关键词 南亚热带常绿阔叶林 异速生长模型 木材密度 广州市 根茎比

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晋西山杨和油松生物量分配格局及异速生长模型研究 被引量：18

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作者 王宁 王百田 +3 位作者 王瑞君 曹晓阳 王文静 迟璐 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2013年第2期151-155,159,共6页

山杨和油松是晋西地区重要的建群树种,采用整株收获法分析了山杨和油松各器官生物量以及地上地下生物量分配格局。采用胸径(DBH)、树高(H)、树木因子(D2 H)、平均冠幅(CW)和冠长(CL)等变量建立了叶、枝、干、根、地上部分及整株生物量模... 山杨和油松是晋西地区重要的建群树种,采用整株收获法分析了山杨和油松各器官生物量以及地上地下生物量分配格局。采用胸径(DBH)、树高(H)、树木因子(D2 H)、平均冠幅(CW)和冠长(CL)等变量建立了叶、枝、干、根、地上部分及整株生物量模型,并选取了最优模型。结果表明:(1)山杨的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为3.42%,11.23%,64.30%和21.06%,油松的叶、枝、干、根生物量分配比例分别为13.44%,19.86%,47.52%和19.18%;山杨和油松地上生物量和地下生物量比值分别为3.32∶1和3.99∶1。(2)山杨和油松的地上生物量与地下生物量之间呈极显著线性相关(p<0.001)。(3)山杨和油松各器官生物量拟合的最优模型形式均为CAR类型,模型解释量均超过92%。(4)基于树木胸径D的山杨和油松各器官单变量模型可解释量除叶(解释量>83%)外均达到或超过了90%,树高不宜单独对各器官生物量进行预测。综合考虑模型的可解释量和生产实践中的需要,胸径是预测山杨和油松不同器官生物量的可靠变量。 展开更多

关键词 生物量分配 异速生长模型 山杨 油松

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银杏生物量分配格局及异速生长模型 被引量：24

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作者 刘坤 曹林 +1 位作者 汪贵斌 曹福亮 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期12-20,共9页

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)、D^2H、D^aH^b为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R2adj)、残差平方... 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)、D^2H、D^aH^b为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R2adj)、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=a Db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=a D^bH^c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。 展开更多

关键词 生物量 分配格局 异速生长模型 银杏人工林

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城市人口-城区面积异速生长模型的理论基础、推广形式及其实证分析 被引量：19

7

作者 陈彦光 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期375-380,共6页

从基于广义Beckmann Davis模型的关于城市人口规模分布的三参数Zipf模型P(r) =C(r-α) -dz 和城市人口 城区面积的异速生长定律A(r) =aP(r) b 出发 ,导出关于城区面积规模分布的三参数Zipf模型A(r) =K(r -α) -d,然后将它们还原为一组... 从基于广义Beckmann Davis模型的关于城市人口规模分布的三参数Zipf模型P(r) =C(r-α) -dz 和城市人口 城区面积的异速生长定律A(r) =aP(r) b 出发 ,导出关于城区面积规模分布的三参数Zipf模型A(r) =K(r -α) -d,然后将它们还原为一组奇异对称序列 :Pm =P1λ1-m,Am=A1γ1-m,fm =f1δm -1,从这一组几何级数序列出发推导出城市人口 城区面积异速生长模型的一般形式 ,进而证明 :当令Ps =∑rP(r)、As =∑rA(r)时 ,下式成立 :As(t)∝Ps(t)bs,且当λ≤δ、γ≤δ ,即城市规模分布的分维D≥ 1时 ,标度因子bs =1;当λ >δ ,γ>δ ,即分维D <1时 ,有bs=(d - 1) / (dz- 1) ,从而将城市人口 城区面积异速生长关系推广到城市体系的总量分析领域 ,并且发现bs =(lnA1-lna) /lnP1,即城市体系总量的异速生长系数在理论上等于最大城市的异速生长系数 .以河南省的城市和城市体系为检验对象对本文的理论推导结果进行了实证分析 . 展开更多

关键词 城市人口-城区面积异速生长模型 理论基础 推广形式 实证分析 位序-规模法则 Zipf定律 Beckmann-Davis模型

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天山雪岭云杉生物量分配格局及异速生长模型 被引量：30

8

作者 兰洁 肖中琪 +1 位作者 李吉玫 张毓涛 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期416-423,共8页

【目的】雪岭云杉Picea schrenkiana是新疆山区重要树种。了解雪岭云杉地上地下生物量分配及碳储量,对新疆森林资源调查具有一定意义。【方法】采用整株收获法分析30株雪岭云杉地上地下生物量分配格局,利用胸径(D)、树高(H)和胸径-树高(... 【目的】雪岭云杉Picea schrenkiana是新疆山区重要树种。了解雪岭云杉地上地下生物量分配及碳储量,对新疆森林资源调查具有一定意义。【方法】采用整株收获法分析30株雪岭云杉地上地下生物量分配格局,利用胸径(D)、树高(H)和胸径-树高(D2H、D3/H和DbHc)作为变量建立树干、树枝、树叶、树根、地上及整株生物量异速生长模型。【结果】雪岭云杉树干、树枝、树叶及树根生物量存在显著性差异(P<0.01)。整株生物量为12.04~2014.34 kg·株^−1,地上和地下生物量分别为10.16~1475.17和1.88~539.18 kg·株^−1,树干、树枝、树叶及树根生物量占整株生物量的56.86%、13.03%、5.96%和24.15%,根冠比为0.08~0.55。植株水平上,建立基于胸径及树高变量的各器官生物量模型,其中树根生物量的最优生物量模型为W=a(D2H)b,其他器官生物量模型均为W=aDbHc。影响云杉生物量的主要环境因素重要性排序依次为坡位、坡度、海拔及土壤厚度。【结论】基于胸径-树高因素的异速生长模型可以较好地实现雪岭云杉各器官生物量的拟合,可对其生物量及碳储量进行有效估算。 展开更多

关键词 森林测计学 生物量 分配格局 异速生长模型 器官 雪岭云杉

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山西高原主要林型生物量异速生长模型 被引量：2

9

作者 贺丽 严俊霞 +2 位作者 段兰兰 刘菊 王琰 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期102-110,共9页

基于山西省10个生态站3种森林类型(落叶阔叶林(DBF)、温性针叶林(TCF)、寒温性针叶林(CCF))9个树种共97株解析木数据,采用收获法测定各树种的组分(树干、树根、树冠)生物量,利用解析木的胸径(D)和树高(H)及其组合构建各林型不同部位的... 基于山西省10个生态站3种森林类型(落叶阔叶林(DBF)、温性针叶林(TCF)、寒温性针叶林(CCF))9个树种共97株解析木数据,采用收获法测定各树种的组分(树干、树根、树冠)生物量,利用解析木的胸径(D)和树高(H)及其组合构建各林型不同部位的生物量异速生长模型,分析不同树种的生物量分配并比较不同模型的准确性。结果表明:1)9个树种的树干、树冠和树根平均生物量占各自总生物量的比例分别为47.22%、25.59%和27.18%;除樟子松外,其他树种的树干生物量占总生物量比例均最大;9个树种根冠比在0.12~0.88之间,侧柏最大,樟子松最小。2)在树干生物量模型中,以D和H为共同变量建立的方程拟合效果较好,其中以D^(2)×H作为自变量的3种林型(DBF、TCF和CCF)模型的决定系数R2分别为0.82、0.97和0.96;以D+H作为自变量模型的决定系数R2分别为0.84、0.97和0.98;树冠和树根生物量模型与树干模型的拟合结果相似,以D和H作为自变量建立的模型同样可以很好地预测树冠和树干的生物量,3种林型生物量回归方程的R^(2)值树冠分别为0.67、0.75和0.88,树根为0.61(DBF)和0.70(CF)。3)本研究建立的模型预测的生物量预测偏差显著低于中国森林模型的预测结果。总之,以D和H作为自变量建立的异速生长方程更能准确估算研究区不同森林类型的生物量。 展开更多

关键词 森林生物量 树干解析 异速生长模型 模型评价 山西高原

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新疆城市经济发展中人口与用地关系研究——基于异速生长模型的分析 被引量：5

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作者 鲁骏峰 李豫新 《地域研究与开发》 CSSCI 北大核心 2013年第6期121-126,共6页

以新疆城市人口与城市用地的实际情况为对象,构建异速生长模型,实证分析了新疆城市在经济发展中人口与用地关系。结果表明,新疆城市人口与用地关系整体上处于良性的发展趋势,但是人口与用地正异速生长的趋势显著;部分城市的土地利用现... 以新疆城市人口与城市用地的实际情况为对象,构建异速生长模型,实证分析了新疆城市在经济发展中人口与用地关系。结果表明,新疆城市人口与用地关系整体上处于良性的发展趋势,但是人口与用地正异速生长的趋势显著;部分城市的土地利用现状与经济发展情况不协调,人口与用地关系有恶化的可能。为了避免新疆城市人口与用地关系出现全面恶化的现象,必须对新疆不同城市的发展进行具体的、有针对性的科学规划。 展开更多

关键词 异速生长模型 人地关系 经济发展 新疆城市

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新疆疣枝桦与欧洲山杨生物量分配与异速生长模型分析 被引量：8

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作者 张绘芳 地力夏提.包尔汉 +2 位作者 朱雅丽 高亚琪 丁程锋 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期33-38,共6页

为了解新疆山区森林的主要阔叶树种疣枝桦与欧洲山杨各组织器官生物量分配的规律及准确预估其生物量,研究基于整株收获实测数据采用统计回归的方法分析了2树种生物量分配格局和估测模型。结果表明:整体上2树种地上生物量比例分别为76.52... 为了解新疆山区森林的主要阔叶树种疣枝桦与欧洲山杨各组织器官生物量分配的规律及准确预估其生物量,研究基于整株收获实测数据采用统计回归的方法分析了2树种生物量分配格局和估测模型。结果表明:整体上2树种地上生物量比例分别为76.52%、75.42%,平均根冠比分别为0.307和0.341,在不同林龄不同径阶各器官生物量分配疣枝桦和欧洲山杨均表现为树干比例最高,树叶最低,在幼龄林和胸径0~20cm树根大于树枝,但在中龄林和胸径20cm以上疣枝桦表现为两者接近而山杨表现为树枝大于树根;运用最小二乘法和根茎比方法建立了2树种地上和地下各器官生物量估测的单因子胸径模型和胸径、树高双因子结合模型,结果显示疣枝桦地上部分和树干生物量预估精度显著提高,尤其树干生物量胸径树高的双因子模型比胸径单因子模型预估精度提高了11.3%,但树冠、树枝和树叶生物量各评价指标改进效果不大,而欧洲山杨树干、树冠和树枝生物量评价指标改进显著,精度提高2%~4%,树叶生物量估测反而降低,地上总生物量估测精度几乎没变,2树种地下生物量模型估测精度分别是81.35%%和83.87%。2树种不同器官生物量分配均表现为树干>树根>树枝>树叶,随着林龄和径阶的变化各器官生物量比例的变化趋势一致;优选出2树种各器官最优生物量模型,预估精度均在80%以上,可以满足日常生产需求。 展开更多

关键词 生物量分配格局 异速生长模型 疣枝桦 欧洲山杨 新疆

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利用异速生长模型和博弈论解析藏川杨主干动态生长的遗传调控机制

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作者 危学达 王玉 +4 位作者 丁孟东 吴双 梁丹 叶梅霞 邬荣领 《北京林业大学学报》 CAS 2024年第6期154-164,共11页

【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高... 【目的】高度与直径是树木生命历程中的2个重要生长性状,本文通过量化藏川杨主干高度和直径之间的相互作用,探究这2个性状的生长过程和生长模式,揭示藏川杨主干动态生长的遗传调控机制。【方法】基于异速生长模型和博弈论构建藏川杨高度与直径性状的动态生长互作微分方程,利用系统作图构建藏川杨主干生长遗传解析的统计模型。进一步以藏川杨自然群体作为研究材料,调查其在温室内的生长动态数据,结合本群体的高通量分子标记数据,开展藏川杨的全基因组基因定位工作。【结果】藏川杨主干高度和直径的整体生长曲线符合Logistic生长曲线,拆分整体生长曲线发现,藏川杨主干的直径生长对高度生长具有抑制作用,而高度生长对直径生长具有促进作用。所有藏川杨高度和直径的个体拟合优度>0.90,且2个性状拟合的残差均服从随机分布,说明使用广义Lotka-Volterra微分方程来拟合藏川杨高度和直径效果很好。基于功能作图方法共定位到78个显著位点,可注释到52个候选基因。以2号染色体上最显著的SNP为例,对藏川杨高度和直径进行遗传解析,发现该SNP的3种基因型(AA、AC、CC)具有相似的高度–直径相互作用模式。该SNP对整体生长、独立生长和依赖生长发挥了不同方式的遗传效应。对定位到的显著位点进行功能注释,可将这些位点所在的基因分为:与木质素/细胞壁合成相关基因、与生长发育相关基因、与抗病抗逆性相关基因、与光合作用相关基因这4类。【结论】结合异速生长模型和博弈理论的基因定位模型,可检测基因如何通过合作或竞争策略来调控藏川杨主干的大小,识别树干动态生长的过程和模式,相关模型也可为其他物种重要性状之间的深层次遗传解析提供借鉴。 展开更多

关键词 藏川杨 博弈论 异速生长模型 高度 直径 数量性状位点

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尾巨桉人工林生物量分配格局的林龄效应及异速生长方程优化 被引量：2

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作者 曹昊阳 杜阿朋 +4 位作者 许宇星 竹万宽 黄润霞 刘宇升 王志超 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1124-1133,共10页

【目的】分析桉树Eucalyptus spp.人工林生物量分配格局随林龄的变化特征,为精准评估中国桉树产业碳储量及碳汇提供理论依据和数据支持。【方法】以雷州半岛尾巨桉E.urophylla×E.grandis人工林为研究对象,采用整株收获法测定1、2、... 【目的】分析桉树Eucalyptus spp.人工林生物量分配格局随林龄的变化特征,为精准评估中国桉树产业碳储量及碳汇提供理论依据和数据支持。【方法】以雷州半岛尾巨桉E.urophylla×E.grandis人工林为研究对象,采用整株收获法测定1、2、3、6、10年生的57株尾巨桉各器官的生物量,并利用胸径(D_(BH))、树高(H)和胸径-树高(D_(BH)^(2)H和D_(BH)H)作为自变量分别建立不加入林龄变量与加入林龄变量的各器官生物量、地上生物量和总生物量的异速生长模型,进而筛选最优模型。【结果】尾巨桉各器官的生物量均随林龄增大而增大,但各器官生物量占总生物量的比例随林龄变化的特征并不相同,其中干生物量占比随林龄的增大而增大,由1年生的45.21%增长至10年生的68.25%;枝和叶的生物量占比则随林龄的增大而减小,分别由1年生的19.43%和16.31%减少至10年生的10.51%和2.91%;根生物量占比随林龄先增大后减小,由1年生的19.05%增长至3年生的25.21%后,逐渐下降到10年生的18.33%。尾巨桉的根冠比为0.16~0.39。在各器官生物量最优模型选择上,以D_(BH)为自变量且未加入林龄变量的模型对根生物量和总生物量的预测优于其他模型;以D_(BH)^(2)H为自变量且加入林龄变量的模型对叶生物量和地上生物量的预测最佳;以D_(BH)、H和林龄3个变量为自变量的模型对枝生物量的预测最佳;在对干生物量的预测精度对比中,以D_(BH)H与以D_(BH)^(2)H+林龄为自变量的预测模型之间无显著差异,均能较好地预测干生物量。【结论】林龄对尾巨桉人工林各器官生物量分配比例影响较大,加入了林龄的异速生长模型对桉树人工林枝、叶和地上生物量的预测精度显著改善。 展开更多

关键词 尾巨桉 林龄 生物量 分配格局 异速生长模型

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紫椴生物量分配格局及异速生长方程 被引量：31

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作者 董点 林天喜 +4 位作者 唐景毅 柳静臣 孙国文 姚杰 程艳霞 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期54-63,共10页

紫椴是东北地区阔叶红松林中重要的阔叶树种,采用整株收获法分析39株紫椴地上、地下生物量分配格局。根据胸径(DBH)大小将紫椴划分为3个等级:小树(1 cm≤DBH<10 cm)、中树(10 cm≤DBH<20 cm)和大树(DBH≥20 cm)。以不同高度处树... 紫椴是东北地区阔叶红松林中重要的阔叶树种,采用整株收获法分析39株紫椴地上、地下生物量分配格局。根据胸径(DBH)大小将紫椴划分为3个等级:小树(1 cm≤DBH<10 cm)、中树(10 cm≤DBH<20 cm)和大树(DBH≥20 cm)。以不同高度处树干直径作为自变量建立紫椴各器官生物量异速生长模型。结果显示:1)随着径级的增加,紫椴干、根生物量比例先增加后减小而树冠生物量比例先减小后增加,但不同径级间差异不显著;2)不同径级紫椴枝、叶生物量均位于树冠中下层;3)紫椴地上、地下生物量之间呈显著线性相关(P<0.001),拟合线性方程斜率为0.31;4)胸径和树高与地上竞争强度均呈显著的指数相关(P<0.001),地上竞争强度并没有影响树冠比例、茎叶比和根冠比,但与树高胸径比成幂相关(P<0.05);5)综合考虑模型的可解释量及回归系数显著性可知,胸径是预测紫椴不同器官生物量的最可靠变量。更准确地估测紫椴各器官生物量需要针对不同生长阶段或不同径级建立相应的生物量方程。 展开更多

关键词 生物量 分配格局 异速生长模型

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贡嘎山海螺沟冰川退缩区4种常见树种的异速生长方程 被引量：6

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作者 刘亭 商宏莉 +4 位作者 罗辑 孙守琴 何咏梅 李安迪 张军 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期922-928,共7页

【目的】异速生长方程是构建林木生物量最简单常用的方法,本研究旨在为川西亚高山森林生物量及碳储量估测提供有效的研究方法,同时为异速生长模型优化以及植被原生演替过程研究提供基础依据。【方法】本文基于海螺沟冰川退缩区植被原生... 【目的】异速生长方程是构建林木生物量最简单常用的方法,本研究旨在为川西亚高山森林生物量及碳储量估测提供有效的研究方法,同时为异速生长模型优化以及植被原生演替过程研究提供基础依据。【方法】本文基于海螺沟冰川退缩区植被原生演替过程中主要树种的生物量实测数据,通过模型将树木的总生物量及不同组分(如枝、叶、树干、根等)生物量与胸径和树高等易测指标联系起来,建立了各树种总生物量及各组分生物量异速生长方程。【结果】引入树高(H)的二元模型拟合效果要优于一元模型,同一模型对地上和树干生物量估计精度要优于枝叶和地下生物量的估计。【结论】以D^2H为自变量的方程对树干和地上生物量的拟合效果更好,而以D^3/H为自变量的方程更适合枝叶和根的生物量拟合。在实际工作中,考虑到野外测量的难度,可以采用一元模型W=aD^b。本次构建的生物量异速生长方程对于青藏高原东缘亚高山森林生态系统生物量的估算以及植被演替过程中生物量的动态研究具有重要参考价值。 展开更多

关键词 冰川退缩区 异速生长模型 生物量 一元模型 二元模型

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冀北山区樟子松生物量分配特征及模型研建 被引量：2

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作者 籍翠莹 孙鹤嘉 +3 位作者 周颖 钱甲龙 付立华 刘强 《山西农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期90-101,共12页

[目的]樟子松以其耐旱、耐贫瘠的生物学特性,成为“三北”防护林建设的主力军,在冀北沙地得到广泛应用,本研究旨在探索河北省塞罕坝地区樟子松不同器官生物量分配规律,构建最优生物量预测模型。[方法]以河北省塞罕坝机械林场12年至46年... [目的]樟子松以其耐旱、耐贫瘠的生物学特性,成为“三北”防护林建设的主力军,在冀北沙地得到广泛应用,本研究旨在探索河北省塞罕坝地区樟子松不同器官生物量分配规律,构建最优生物量预测模型。[方法]以河北省塞罕坝机械林场12年至46年生樟子松为研究对象,基于34棵标准木不同器官生物量数据,分析其生物量的分配规律,构建以胸径、树高及其高径比为自变量的樟子松各器官生物量模型,通过调整后确定系数(R_(a)^(2))和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果,以平均误差(ME)和平均误差绝对值(MAE)评价模型检验效果。[结果](1)樟子松各器官中树干生物量占比最高(48.86%~65.61%),树叶和树根占比较低,分别为10.58%和14.65%。(2)树干生物量占比随年龄、胸径、树高的增加而增加,其中随胸径而变化最明显,从30%增加至76%;树枝和树叶生物量占比随年龄、胸径和树高的增加而降低;根生物量分配比例较为稳定(变化幅度不超过15%)。(3)树枝生物量最优模型是以D2H为变量的指数方程形式,R_(a)^(2)达到0.87,而干、叶和根均是以DaHb为变量的指数方程形式,R_(a)^(2)均达到0.79以上,其中树干的R_(a)^(2)高达0.99。相容性生物量模型R_(a)^(2)可达到0.95。[结论]冀北坝上地区不同林龄樟子松干、枝和叶生物量分配有显著差异,以DaHb为变量的指数模型对单独估计樟子松整体和各器官生物量效果较优,但相容性模型可在保证良好拟合效果的基础上兼顾整体与器官的关系。本研究完善了冀北山区樟子松生物量模型体系,可为樟子松人工林可持续经营奠定理论基础。 展开更多

关键词 樟子松 器官生物量 分配比例 异速生长模型 相容性生物量模型

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蔡家川流域人工刺槐生物量模型的构建与比较 被引量：7

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作者 李福明 冯泳翰 +3 位作者 赵怡 朱景康 魏曦 梁文俊 《森林与环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期62-70,共9页

利用蔡家川流域不同立地条件下48株刺槐样木生物量的实测数据,以胸径、树高、冠幅、冠长及胸径、树高的复合因子为自变量,构建生物量异速生长模型、多元线性模型和相容性生物量模型。采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、估计标准误... 利用蔡家川流域不同立地条件下48株刺槐样木生物量的实测数据,以胸径、树高、冠幅、冠长及胸径、树高的复合因子为自变量,构建生物量异速生长模型、多元线性模型和相容性生物量模型。采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、估计标准误差(SEE)、总相对误差(TRE)、平均相对误差(ARE)和平均百分比误差(MPE)等6个指标对模型进行拟合度和精确度的检验。结果表明:以胸径(D_(BH))、树高(h)的复合因子构建的生物量模型估测效果较好。3种模型的检验指标均在可接受的范围内,均适用于蔡家川流域刺槐生物量的预测。其中,多元线性模型对树枝、树叶生物量预测效果最佳,预测精度为90.11%和89.72%;相容性生物量模型对总树干、根系和总生物量的预测精度高达91.38%、90.83%、93.90%,并且解决了各器官生物量与总生物量的相容性问题。构建的模型中,相容性生物量模型的估测效果最好,多元线性模型和生物量异速生长模型次之。 展开更多

关键词 刺槐 生物量异速生长模型 多元线性模型 相容性生物量模型 蔡家川流域

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基于随机森林算法的桉树人工林单木生物量预估模型 被引量：5

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作者 宋杰 赵俊 +3 位作者 何普林 成雅君 黄润霞 竹万宽 《桉树科技》 2024年第2期11-16,共6页

单木生物量模型是估测森林生物量的基础。通过标准木法实测雷州半岛地区90株桉树单株生物量数据,随机划分60个样本数据作为训练集,30个样本数据作为验证集。以林龄、树高和胸径为自变量,单木生物量为因变量,使用岭回归模型、异速生长模... 单木生物量模型是估测森林生物量的基础。通过标准木法实测雷州半岛地区90株桉树单株生物量数据,随机划分60个样本数据作为训练集,30个样本数据作为验证集。以林龄、树高和胸径为自变量,单木生物量为因变量,使用岭回归模型、异速生长模型和随机森林算法构建模型,采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)对模型进行评价。结果表明:随机森林模型的R~2、RMSE和MAE无论在训练集还是验证集均高于岭回归模型和异速生长模型。由随机森林模型的因子重要值可知,胸径是影响单木生物量的主要因子。引入林龄因子后的随机森林模型可以提高单木生物量的预测精度,为碳汇计量提供基础数据和模型支撑。 展开更多

关键词 桉树 单木生物量 岭回归模型 异速生长模型 随机森林算法

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林龄和立地条件对杉木林各组分生物量的影响分析

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作者 郑德福 《绿色科技》 2025年第11期91-98,共8页

研究调查数据基于福建永丰国有林场标准地,分析了林龄和立地条件对杉木林各组分生物量的影响,基于林分胸高断面积,林分平均高生长过程,构建了含地位指数和年龄的杉木林生物量异速生长方程,为准确估算福建永丰地区杉木人工林生物量提供... 研究调查数据基于福建永丰国有林场标准地,分析了林龄和立地条件对杉木林各组分生物量的影响,基于林分胸高断面积,林分平均高生长过程,构建了含地位指数和年龄的杉木林生物量异速生长方程,为准确估算福建永丰地区杉木人工林生物量提供依据。结果表明:杉木不同器官存在异速生长现象,不同年龄阶段各器官生长速度不同,其中,干材生物量占比增加显著;立地条件越好的林地,其根部生物量和树冠生物量比例越小,树木生物量更倾向于对树干进行分配;不同立地条件下杉木生长分配规律存在差异,且随着年龄增长,各器官比例差异减小,有趋同的趋势。 展开更多

关键词 立地条件 年龄 杉木人工林 生物量分配 异速生长模型

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内蒙古大兴安岭天然白桦生物量估算模型 被引量：8

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作者 王微 王冰 +2 位作者 张向龙 张秋良 郝帅 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期180-188,共9页

构建天然白桦预估精度较高的生物量模型,为天然白桦林的生产力估测及生产经营提供科学依据。根据白桦标准木实测数据,选择与生物量分布关系密切且易于人工获取的测树因子(胸径、树高及其组合形式),采用留一交叉验证法,通过比较异速生长... 构建天然白桦预估精度较高的生物量模型,为天然白桦林的生产力估测及生产经营提供科学依据。根据白桦标准木实测数据,选择与生物量分布关系密切且易于人工获取的测树因子(胸径、树高及其组合形式),采用留一交叉验证法,通过比较异速生长模型与相容性生物量模型拟合结果,筛选内蒙古大兴安岭地区天然白桦生物量的最优估算模型。基于异速生长关系建立的2种生物量模型,以胸径和树高组合形式(D^(2)H)为自变量的二元模型优于以胸径(D)为单独预测变量的一元模型,其校正决定系数Adjusted R^(2)介于0.846~0.953。对于相容性生物量模型,以胸径(D)为单独预测变量的一元相容性模型优于以胸径和树高组合形式(D^(2)H)为自变量的二元相容性模型,其校正决定系数Adjusted R^(2)介于0.752~0.961。2种不同方案建立的最优生物量模型的拟合精度均为单株总生物量和树干生物量的模型最好,树枝生物量模型最差,且除树枝外的各项生物量模型的校正决定系数Adjusted R^(2)及其余各项评价指标(ME、RSME、MAE)均高度相似。上述2种不同方案所建立的生物量模型均能够对内蒙古大兴安岭天然白桦生物量作出较准确的预估;若考虑模型的适用性和自变量的可获取性,建议采用以胸径为自变量的一元相容性生物量模型对天然白桦生物量进行预估。 展开更多

关键词 大兴安岭 白桦 异速生长模型 相容性模型 生物量

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