林业科学

作者：张兹鹏,王君杰,刘索名,姜立春*

单位：东北林业大学林学院 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室 哈尔滨 150040

关键词：白桦,形率,单木材积,生物量,交叉检验

基金：黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(GA19C006);黑龙江省头雁创新团队计划;国家林业和草原科学数据中心黑龙江子平台(2005DKA32200-OH)

目的: 以大兴安岭地区白桦为研究对象, 构建含有形率的材积模型, 并与部颁东北地区白桦二元材积模型和传统基础材积模型进行比较, 同时结合生物量转换因子, 研究形率对单木生物量的影响, 为单木材积和生物量的精准预测提供科学依据。方法: 将树干上15个形率引入传统基础材积模型分别构建二元和三元单木材积模型, 应用R软件GNLS模块拟合各模型, 引入方差函数消除各材积模型拟合过程中产生的异方差现象。以相对误差绝对值(MPB)、平均误差绝对值(MAB)、均方根误差(RMSE)和确定系数(R2)为评价指标对各模型进行对比分析, 采用交叉检验法对模型进行检验。结果: 1) 形率引入可显著提高材积模型拟合效果, 当取相对树高为40%时, 带有形率q0.4的二元和三元材积模型拟合效果均表现最好; 2) 交叉检验结果表明, 形率引入材积模型使得材积预测精度显著提高, 相较传统一元模型(1)和二元模型(2), 引入形率的二元模型(14)和三元模型(15)的均方根误差分别降低38.9%和45.8%; 3) 与东北地区当前使用的二元材积模型(5)相比, 引入形率的二元模型(14)的RMSE、MAB和MPB分别降低46.7%、40.2%和47.7%, 引入形率的三元模型(15)的RMSE、MAB和MPB分别降低59.1%、59.2%和64.1%; 4) 形率引入可显著提高单木生物量预测精度, 与不引入形率的基础模型相比, 以引入形率的三元材积模型(15)为基础, 结合生物量转换因子(BEF)构建的单木生物量模型的RMSE、MAB和MPB分别降低46.9%、46.5%和46.3%。结论: 在材积模型中引入形率, 不仅可提高单木材积预测精度, 还能为单木生物量精准预测提供帮助。引入形率的三元立木材积模型(15)更适合于预测该区域白桦单木材积和生物量。

来源：2022年第5期

《林业科学》期刊编辑部

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