人工红松心边材及树皮可加性模型系统的构建
本文以黑龙江省孟家岗林场、东京城林业局和林口林业局红松人工林为对象，在各区域不同林分条件下选取103株人工红松解析木，并通过Windendro2003年轮图像分析系统处理获取2977个圆盘数据。分析心边材及树皮的生长发育规律，并结合林业研究中常见的10种削度方程，构建带皮直径、心材直径、边材宽度、树皮厚度的削度方程，并对比选出最优基础模型；在此基础上，采用SAS软件PROC MODEL模块中似乎不相关回归（SUR），建立带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度削度方程的可加性模型系统，同时将区域作为哑变量引入模型中，通过调整确定系数（Radj2）、均方根误差（RMSE）、赤池信息准则（AIC）、贝叶斯信息准则（BIC）等模型评价指标，对模型进行综合评价。最后基于含哑变量的可加性模型系统，通过数值积分预测心边材材积及树皮材积。本研究结果表明： （1）心边材及树皮生长规律分析结果表明：心边材及树皮生长主要与树木胸径和树高有关，其次高径比、冠幅、冠长和树木年龄也对心边材及树皮的生长有一定的影响。带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度均随树高的增长呈减小趋势，带皮直径和心材直径趋势一致，边材宽度和树皮厚度变化较为稳定。心边材年龄受形成层年龄的影响，通过线性回归方程得出不同区域和不同等级木心材形成速率为0.61-0.71轮/年，心材起始年龄在2.3-3.9年之间。人工红松心材在相对高0.8左右时逐渐消失，心材最大高度与树高有着很强的线性相关性，胸径和树木年龄也对心材最大高度的确定有一定的影响，基于此结果，得出仅含树高的线性回归模型为心材最大高度模型。 （2）基于不同区域的可加性模型系统构建结果表明：带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度最优基础模型均为可变指数削度方程Kozak（2004）；基于最优削度方程分别运用单独拟合法、总量控制法及总量控制法的3种变形形式构建可加性模型系统，5种可加性模型系统在满足各分量与总量可加性的基础上，也得到较好的预测效果，预估精度均达到98%以上，综合对比，选择总量控制法为最优可加性模型系统；并在最优可加性模型系统中，将区域作为哑变量引入模型中，可加性模型系统预测能力均有不同程度的提升，尤其心材直径和边材宽度预测能力提升更显著。 （3）心边材及树皮材积预测结果表明：模型数值积分测算的材积与区分段求积式测算的材积相关性较高，带皮材积、心材材积、边材材积和树皮材积R2分别为0.97、0.95、0.94、0.86。通过数值积分测算人工红松心边材及树皮材积可以得到较好的结果。 本研究构建的包含哑变量的人工红松带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度的可加性模型系统，不但模型预测精度较高，还满足带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度之间的可加性逻辑，为人工红松心边材及树皮材积的准确估测和木材科学合理利用提供了基础。
人工红松;带皮直径;心材直径;边材宽度;树皮厚度;可加性模型
东北林业大学
硕士
森林经理学
贾炜玮
2022
中文
S791.247.06
2023-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）