基于异速生长和理论生长方程的广东省木荷生物量动态预测

论文摘要

【目的】将异速生长方程与理论生长方程相结合,预测广东省木荷生物量动态,为广东省木荷林碳汇计量提供模型和方法,为其他树种碳汇计量提供可借鉴的方法学支持。【方法】基于实测样木生物量调查数据,包括40株树干解析资料,构建由胸径和年龄的理论生长方程以及地上生物量和胸径的异速生长方程组成的模型系,利用非线性度量误差联立方程组,在胸径生长速度分级情况下拟合模型参数;基于3期森林资源连续清查固定样地样木数据,对广东省木荷生物量动态进行预测。采用决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）评价模型拟合效果,通过生物量存量估计误差和增量估计误差判断模型预测效果。【结果】在胸径生长速度分级情况下,理论生长方程中年龄对胸径的解释率达0.95以上,比不分级提高0.166 3,均方根误差下降到1.97 cm,降低2.16 cm以上,预测胸径对地上生物量的解释率提高到近0.82;接近独立异速生物量模型中实测胸径对地上生物量的解释率达0.88以上,比不分级提高近0.30,均方根误差下降到51 kg左右,下降30 kg以上。在胸径生长速度不分级情况下,各期生物量存量估计误差变动幅度在-46.31%～77.45%之间,而分级情况下下降到-16.13%～7.06%;在尺度上,分级与不分级均呈相同规律,即单木误差小于林分误差、林分误差小于区域误差。不分级时,单木水平和区域尺度间的误差不大于10%,而分级时小于8%。不同间隔期生物量增量估计误差,不分级时估计值普遍偏大,在32.57%～115.45%之间,而分级时下降到-6.57%～15.77%之间,在单木尺度上不超过±10%;随着尺度增大,增量估计误差不断增加,不分级时单木水平和区域尺度间的误差介于10%～15%之间,分级时稳定在8%左右。【结论】对于理论生长方程和异速生长方程组成的模型系,分级可极大提高模型精度,减小预测估计误差;生长速度不分级时,仅利用胸径或年龄数据,分级时,则可利用2期胸径数据或1期胸径和年龄数据,就可预测未来生物量动态,简单方便,在森林资源连续清查和碳汇造林的碳汇量计量中具有极大应用价值,区域尺度上的估计误差也可基本满足精度要求。

论文目录

• 1 数据
•   1.1 建模数据
•   1.2 预测数据
• 2 方法
•   2.1 模型构造
•   2.2 年龄确定
•   2.3 生物量预测
•   2.4 评价指标
• 3 结果与分析
• 4 讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 薛春泉,徐期瑚,林丽平,何潇,曹磊,李海奎

关键词: 异速生长方程,理论生长方程,木荷,生物量,广东省,动态预测

来源: 林业科学 2019年07期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 数学,林业

单位: 广东省林业调查规划院,中国林业科学研究院资源信息研究所

基金: 广东省林业科技专项“广东主要碳汇造林树种生物量模型研建”(2015-02),广东省林业科技创新平台建设项目“广东省碳汇计量监测创新平台建设”(2016CXPT03)

分类号: S757.2;O175

页码: 86-94

总页数: 9

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