林业科学

作者：屈彦成1,2,江怡航1,姜彦妍1,张建国1,罗安利3,张雄清1,2,*

单位：1. 中国林业科学研究院林业研究所　国家林业和草原局林木培育重点实验室　北京 1000912. 南京林业大学　南方现代林业协同创新中心　南京 2100373. 浏阳市森林资源监测事务中心　湖南省浏阳市林业局　浏阳 410300

关键词：杉木,叶生物量,管道模型理论,冠基部直径,胸高处边材面积,胸径

基金：国家自然科学基金面上项目“不同发育阶段杉木人工林林分叶生物量变化及其峰值与生长和地力维护的关系”（31971645）

目的: 基于多个变量分别构建杉木单木叶生物量预测模型，并选择出预测效果最佳的模型，为杉木叶生物量的精准预测提供参考。方法: 以21块不同林龄样地共63株解析木为例，分别基于胸高处边材面积、胸径和冠基部直径3个变量，考虑其他与叶生物量相关的单木和林分因子，以样地为随机效应因子构建非线性混合模型，采用指数函数、幂函数和常数加幂函数消除数据间的异方差性。根据模型评价指标赤池信息准则（AIC）、贝叶斯信息准则（BIC）和对数似然值（Log Likelihood）选择最佳模型，并对不同参数的混合模型进行似然比检验。采用留一交叉验证法，计算模型决定系数（R2）、总相对误差（TRE）和平均绝对误差（MAE），对模型预测效果进行检验。结果: 基于3个变量以幂函数为异方差结构构建的混合模型效果最好，混合模型均优于基础模型，且基于冠基部直径构建的模型预测效果最佳。结论: 以基于冠基部直径构建的非线性混合效应模型（模型16）作为预测杉木单木叶生物量的最佳模型，符合管道模型理论。各变量均具有一定生物学和统计学意义，野外调查较易获取（非破坏性）。模型具有一定实用性，且预测精度较高（R2 = 0.805 1）。本研究结果可为其他树种构建单木叶生物量模型提供参考。

来源：2023年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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