桉樹早期林分樹高-胸徑相互關(guān)系模型研究_第1頁
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文檔簡介

緒論1.1研究目的與意義桉樹(Eucalyptusspp.)是桃金娘科下桉屬(Eucalyptus)、傘房桉屬(Corymbia)和杯果木屬(Angophora)植物的統(tǒng)稱,雜交育種是我國桉樹成效最顯著的育種途徑,20世紀(jì)80年代,廣西東門林場開展了尾葉桉(Eucalyptusurophylla)和巨桉(Eucalyptusgrandis)為主要親本的雜交育種(楊章旗,2022),其中的代表成果無性系尾巨桉(Eucalyptusurophylla×grandis)DH32-29作為優(yōu)良速生樹種,以其樹干通直、生長速度快、適應(yīng)性較強的雜交優(yōu)勢在華南地區(qū)廣泛推廣種植。林分結(jié)構(gòu)作為量化林分生長狀態(tài)的重要指標(biāo),是實現(xiàn)森林經(jīng)營目標(biāo)必須測定和調(diào)控的屬性,其屬性特征既是森林演替過程的量化表征,也是調(diào)控森林生態(tài)服務(wù)功能的基礎(chǔ)依據(jù)。樹木的直徑特征和樹高特征是解釋森林結(jié)構(gòu)和生長動態(tài)的重要參數(shù),林分的直徑結(jié)構(gòu)和樹高結(jié)構(gòu)反映了林分中單顆樹木直徑和樹高的分布情況,這種分布具有相對穩(wěn)定的規(guī)律性(李鳳日,2019)。林分的直徑結(jié)構(gòu)與材積、生物量等呈現(xiàn)冪指數(shù)關(guān)系,是估算材積、生物量最重要的變量,且與林分其他調(diào)查因子(樹高、斷面積、干形等)之間有著密切關(guān)系,是林分測量和開展森林經(jīng)營活動最基礎(chǔ)的信息(秦舟和張夢弢,2021)。森林經(jīng)營實踐中,常通過徑級與樹高級的定向調(diào)控優(yōu)化林分構(gòu)型,以構(gòu)建促進(jìn)林木生長的最適立木配置格局,進(jìn)而實現(xiàn)林分生產(chǎn)力水平的顯著提升。綜上,本研究將以我國桉樹人工林為研究對象,分析其樹高、胸徑生長規(guī)律和結(jié)構(gòu)特征及樹高-胸徑相互關(guān)系,為更加準(zhǔn)確地開展桉樹人工林林分結(jié)構(gòu)特征分析和提質(zhì)增效經(jīng)營提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)與方法支撐。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在林分內(nèi)不同徑階林木的數(shù)量分布格局,定義為林分直徑結(jié)構(gòu)(standdiameterstructure),亦稱林分直徑分布(standdiameterdistribution)。同齡純林在未遭受嚴(yán)重自然災(zāi)害與人為干擾的自然演替狀態(tài)下,其直徑結(jié)構(gòu)通常會趨于呈現(xiàn)穩(wěn)定的鐘形分布,近似正態(tài)分布。幼齡林直徑均值較小且分布區(qū)間集中,變異系數(shù)小,其概率密度曲線呈顯著右偏,峰態(tài)系數(shù)為正;隨林齡增長林冠漸趨郁閉,分布偏度與峰態(tài)系數(shù)同步衰減,徑級分布最終趨近標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)形態(tài)。(李鳳日,2019)。異齡林的直徑分布結(jié)構(gòu)受林分自然演替進(jìn)程、樹種構(gòu)成、立地質(zhì)量等級,以及自然災(zāi)害(如風(fēng)雪害),經(jīng)營干預(yù)(如采伐方式和強度)等多重因素相互影響,其直徑分布曲線復(fù)雜而多樣(PretzschH,2022),除了典型的“J”型曲線以外,還經(jīng)常呈現(xiàn)為不對稱的單峰或多峰山狀曲線(薩日娜,2024)。林分內(nèi)不同樹高級林木的數(shù)量分布格局稱作林分樹高分布(standheightstructure),亦稱林分樹高結(jié)構(gòu)(standheightdistribution)。樹高和直徑之間存在著很強的相關(guān)性,從形態(tài)分布上來說,樹高和直徑有著基本相同的結(jié)構(gòu)。常見的分布函數(shù)模型有Weibull分布、Normal分布、Lognormal分布、Gamma分布、Johnson’SB分布等,已被廣泛應(yīng)用。Gorgoso-Varela和Rojo-Alboreca(2014)檢驗和比較兩種極值分布函數(shù)(Gumbel和Weibull函數(shù))在模擬樹直徑樣本的代表性集的最小值和最大值分布時的情況,發(fā)現(xiàn)Weibull分布是描述最大直徑最合適的模型,Gumbel模態(tài)法對樺木(Betulapubescens)和輻射松(Pinusradiata)的最小直徑計算結(jié)果最好。江怡航等(2024)通過卡方檢驗發(fā)現(xiàn),Normal分布和Weibull分布能較好模擬杉樹(Cunninghamialanceolata)和閩楠(Phoebebournei)近自然改造模式下的杉樹直徑分布。黃文晉等(2024)在對不同地區(qū)栓皮櫟(Quercusvariabilis)成熟天然林對比分析生長情況,研究發(fā)現(xiàn)信陽、欒川和三明三地最優(yōu)直徑分布擬合模型分別為Weibull、Normal、Gamma分布,Weibull分布對于擬合各地區(qū)栓皮櫟徑級結(jié)構(gòu)都可得到較好結(jié)果。熊子月和周春國(2024)針對老山林場天然次生林木,運用Weibull分布、Cauchy分布和Logistic分布3種概率密度函數(shù)對目標(biāo)樹撫育間伐后的直徑分布進(jìn)行擬合,結(jié)果表明,Weibull分布概率密度函數(shù)在杉木(Cunninghamialanceolata)純林撫育工作前后均表現(xiàn)出優(yōu)異的擬合適配性,Cauchy分布概率密度函數(shù)在闊葉混交林撫育背景下表現(xiàn)較好的擬合優(yōu)勢。王胤等(2024)基于廣西派陽山林場7年生馬尾松(Pinusmassoniana)組培苗試驗林實測數(shù)據(jù),系統(tǒng)評估林分胸徑結(jié)構(gòu)、樹高結(jié)構(gòu)及樹高-胸徑相互關(guān)系,發(fā)現(xiàn)試驗林胸徑分布與樹高分布的最優(yōu)擬合模型均為Peal-Reed方程,模型決定系數(shù)(R2)均達(dá)0.98以上,均方根誤差(RMSE)波動范圍為1.64至5.69,方差分析F值區(qū)間為62.57~684.68。馬瑞婷等(2021)選取Normal分布、Gamma分布、Lognormal分布、Weibull分布及Logistic分布函數(shù)對間伐樣地與對照樣地栓皮櫟人工林的林木直徑結(jié)構(gòu)、樹高結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型擬合,研究結(jié)果表明,直徑分布采用Weibull分布擬合效果最好;樹高分布方面,兩種樣地林分均呈現(xiàn)近似正態(tài)的截尾分布特征。林木高徑比(HDR),亦稱林木細(xì)長系數(shù)(TSC),作為森林測樹學(xué)的基本因子,表征樹木高度與胸徑的比值關(guān)系。(林學(xué)名詞審定委員會,2016)。林木高徑比不僅可評估林木抗逆性風(fēng)險,還能反映樹木形態(tài)特征,揭示個體間競爭關(guān)系,表征單木生長勢與穩(wěn)定性,并為林分健康評價提供依據(jù)。(嚴(yán)銘海等,2023;Liuetal,2024;Kijidanietal,2010)。目前多數(shù)研究以胸徑為自變量,然后通過多模型優(yōu)選,選用最佳模型(多為非線性模型)模擬林木高徑比。Sharma等(2016)選取胸徑作為核心自變量,初步運用負(fù)指數(shù)函數(shù)構(gòu)建捷克挪威云杉(Piceaabies)與歐洲山毛櫸(Fagussylvatica)的高徑比模型,隨后逐步引入優(yōu)勢高(HDOM)、優(yōu)勢直徑(DDOM)、均方直徑(QMD)、Hegyi指數(shù)(CI)和林層等變量,胸徑是模型的核心解釋因子,優(yōu)勢高呈現(xiàn)次級影響效應(yīng),而優(yōu)勢直徑、均方直徑及Hegyi指數(shù)的貢獻(xiàn)度相對較低。嚴(yán)銘海等(2022)聚焦建甌萬木林自然保護(hù)區(qū)中亞熱帶典型天然闊葉林的14個優(yōu)勢樹種,采用Mann-WhitneyU檢驗、Spearman秩相關(guān)系數(shù)、非線性回歸模型系統(tǒng)解析了喬木層(包括3個亞層和全林)的高徑比分布特征。研究發(fā)現(xiàn),主要樹種各林層高徑比與胸徑均存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),且雙曲線函數(shù)對第Ⅰ、Ⅱ亞層數(shù)據(jù)擬合效果更優(yōu),而指數(shù)模型則更適用于全林及第Ⅲ亞層的數(shù)據(jù)擬合。研究證實,基于林層高徑比-胸徑關(guān)系曲線可有效表征不同樹種的高徑比特征。林木胸徑與樹高之間存在一定的函數(shù)關(guān)系,除了通過直徑估測樹高以外,樹高-胸徑關(guān)系同樣被用于林分模擬和林木個體收獲和預(yù)估模型中,描述林分生長動態(tài)和演替(馮源等,2025;TEMESGENHandGADOWK,2004)。李欣宇等(2025)選用常見的15個樹高-胸徑關(guān)系模型對東北紅松(Pinuskoraiensis)展開擬合分析,通過模型比較確定最優(yōu)模型作為基準(zhǔn)模型,并在基準(zhǔn)模型中引入胸高斷面積、優(yōu)勢木平均高和林分平均胸徑等測樹因子,最終構(gòu)建出適用于該樹種的廣義生長模型。梁瑞婷等(2021)利用深度學(xué)習(xí)構(gòu)建的杉木(Cunninghamialanceolata)樹高-胸徑DLA模型,在數(shù)據(jù)擬合與預(yù)測精度方面均表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)廣義樹高-胸徑模型的性能,尤其在高大林木的預(yù)測中優(yōu)勢更為明顯,可支撐研究區(qū)域杉木樹高的精準(zhǔn)預(yù)測工作。莊崇洋等(2017)基于中亞熱帶典型天然闊葉林不同林層數(shù)據(jù)特征,選取Schumacher模型與Curtis模型開展樹高-胸徑關(guān)系擬合,發(fā)現(xiàn)在該林分類型中,Curtis模型對全林及分層樹高建模均展現(xiàn)出更優(yōu)適配性,且當(dāng)采用全林分C式模型預(yù)測各亞層樹高時,其預(yù)測誤差顯著高于各亞層獨立構(gòu)建C式模型。賀鵬和聶峰(2019)基于海南省主要人工林樹種的實測樣本數(shù)據(jù),篩選了11個具有明確生物學(xué)解釋性的經(jīng)典樹高曲線模型,系統(tǒng)構(gòu)建了涵蓋桉樹(Eucalyptusrobusta)、馬占相思(Acaciamangium)、木麻黃(Casuarinaequisetifolia)、加勒比松(Pinuscaribaea)和橡膠樹(Heveabrasiliensisin)5種優(yōu)勢樹種的標(biāo)準(zhǔn)木樹高生長模型系統(tǒng),研究采用非線性加權(quán)回歸估計方法進(jìn)行參數(shù)擬合,并基于R2和RMSE開展模型評價,最終遴選出適用于區(qū)域尺度人工林經(jīng)營的最優(yōu)樹高-胸徑關(guān)系模型。Scaranello等(2012)擬合了熱帶大西洋森林植被類型的高度-直徑模型,使用赤池信息準(zhǔn)則(AkaikeInformationCriterion,AIC)對11個高徑模型的性能進(jìn)行了測試,研究表明Weibull和Chapman-Richards高度-直徑模型優(yōu)于其他模型,區(qū)域特定地點模型優(yōu)于一般模型。?z?elik等(2014)基于土耳其南部三種松屬樹木,土耳其松(Pinusbrutia)、歐洲黑松(Pinusnigra)和黎巴嫩雪松(Cedruslibani),構(gòu)建了7種非線性高度-直徑關(guān)系模型并進(jìn)行系統(tǒng)評估,結(jié)果表明,Gompertz模型在預(yù)測精度及模型穩(wěn)定性方面均表現(xiàn)出最優(yōu)性能。

2研究材料與方法2.1研究區(qū)域概況羅定市位于廣東省西部,坐標(biāo)范圍為北緯22°25′11″至22°57′34″、東經(jīng)111°03′08″至111°52′44″之間,轄區(qū)總面積2327.5km2。其地貌特征呈現(xiàn)顯著的空間分異規(guī)律:西部、西北部及南部局部區(qū)域?qū)僭崎_大山余脈,東面為云霧山系衍生地帶,中部、東北部及南部廣布丘陵盆地地貌。羅定市境內(nèi)地形以丘陵、盆地為主(陳淑媛,2006)。土壤多為花崗巖和砂頁巖發(fā)育而成,滿布紅色粉砂巖,土地以紅壤和赤紅壤為主,土層深厚,質(zhì)地適中,保水保肥能力強(張雨昕,2018)。羅定地表水絕大部分匯集于羅定江及其支流,地下水資源豐富(張祥宇,2017)。羅定市地處北回歸線以南的亞熱帶地區(qū),具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候特征。該區(qū)域光照資源充沛,夏季漫長且冬季溫和,全年熱量條件優(yōu)越,春秋暖和,降水豐沛,配合適中的晝夜溫差,形成適宜的自然氣候條件。全年平均日照率42%,平均氣溫在18.30~22.10℃之間。累年降水量在1260~1600毫米之間,平均值在1400毫米左右。羅定市森林資源豐富,森林覆蓋面積達(dá)1008.4km2,覆蓋率達(dá)66.3%。該地區(qū)濕熱氣候條件為植物生長提供有利環(huán)境,形成以熱帶季風(fēng)森林為主體的植被格局,主要建群種包括杉木(Cunninghamialanceolata)、馬尾松(Pinusmassoniana)、桉樹(Eucalyptus)和相思(Acacia),經(jīng)濟(jì)樹種方面,毛竹(Phyllostachys)與油茶(Camelliaoleifera)等種植體系構(gòu)成區(qū)域特色林業(yè)資源(李瑩瑩,2022)。2.2野外樣地調(diào)查本研究以尾巨桉(DH3229)無性系幼齡人工林為研究對象。該林分系2022年4月通過植苗造林方式營建,于2024年1月選擇海拔高度、坡度和坡向等生境條件相似的地塊,建立了12塊面積400m2(20m×20m)的標(biāo)準(zhǔn)樣地,對林分特征和生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行調(diào)查。在每個樣地內(nèi),記錄林分基本特征和環(huán)境特征情況,并對喬木樹種進(jìn)行了統(tǒng)一編號,在樹高1.3m處刷漆標(biāo)記以便于識別。隨后,對樣地內(nèi)所有林木進(jìn)行每木檢尺,記錄林木胸徑、樹高等因子。2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析將各林分的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合建立數(shù)據(jù)庫,按2cm標(biāo)準(zhǔn)整化徑階并分級,按1m標(biāo)準(zhǔn)整化高階并分級,分別統(tǒng)計各徑級(樹高級)林木數(shù)量及分布頻率,并計算各塊樣地的林分胸徑、樹高、高徑比的平均值、最大值、最小值等林分特征因子,12塊樣地林分主要參數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。采用Excel2019和SPSS27數(shù)據(jù)處理軟件計算12塊樣地林分相關(guān)參數(shù),采用Origin2021軟件進(jìn)行圖像處理。表112塊樣地林分概況Table1Generalsituationof12sampleplots樣地編號Sampleplot株數(shù)Plantnumber胸徑DBH/cm平均樹高Height/m高徑比HDR最大值Max最小值Min平均胸徑Mean最大值Max最小值Min平均樹高M(jìn)ean最大值Max最小值Min平均高徑比MeanYF17010.602.807.2413.74.310.60172.549115.476147.391YF2929.301.906.9513.52.810.36192.000120.000149.653YF38810.102.006.3713.53.19.25171.154117.391147.448YF4779.802.707.1012.73.310.10186.275119.388144.166YF5879.701.907.1013.13.310.44242.857128.125151.173YF6599.102.806.8313.04.210.10196.970132.692149.468YF7628.902.806.6812.14.19.49165.854107.895142.739YF8809.501.407.0413.52.210.53168.750120.408150.329YF97110.103.007.3013.86.19.90203.333106.186139.087YF10659.502.907.4012.86.110.10210.345120.000140.345YF116110.501.807.7012.23.810.10211.111112.381135.158YF12719.603.406.9412.56.79.96197.059110.345146.276總體88310.61.47.0313.84.310.08242.857106.186145.6812.4胸徑結(jié)構(gòu)特征分析2.4.1偏度與峰度胸徑分布的形狀可用偏度(Skewness,SK)和峰度(Kurtosis,K)來評價,表達(dá)式為SK=KT=式中,n為林木株數(shù),xi為每木胸徑,x偏度(SK)用于量化數(shù)據(jù)分布的非對稱特征,包括偏斜方向及偏斜程度雙重屬性。從統(tǒng)計學(xué)角度,正偏度值表示數(shù)據(jù)呈現(xiàn)右偏態(tài)勢,即其右側(cè)尾部(較大值部分)較左側(cè)更為延長或密集;小于零表示數(shù)據(jù)分布向左偏斜,即左尾更長或更重;等于零表示不偏斜(正態(tài)分布)。峰度(K)表示分布的陡緩程度,峰度值越大表明分布越陡,尾部越?。环粗狡骄?,尾部越厚;正態(tài)分布的峰度為0。2.4.2分布函數(shù)本研究選用常用的Weibull分布和Normal分布描述尾巨桉早期林分的胸徑分布規(guī)律,并對這2種函數(shù)進(jìn)行卡方檢驗。Weibull分布Weibull分布函數(shù)的概率密度函數(shù)為:f式中,a為位置參數(shù),即最小徑階的下限值;b為尺度參數(shù),其數(shù)值增大表征數(shù)據(jù)離散程度提升;c為形狀參數(shù),主導(dǎo)分布曲線的形態(tài)特征。Weibull分布參數(shù)中,分布曲線形狀類型隨c的不同而不同:當(dāng)c<1時呈現(xiàn)反J型分布特征;1<c<3.6區(qū)間表現(xiàn)為右偏的山狀曲線形態(tài);c=3.6時近似服從正態(tài)分布;c>3.6時則呈現(xiàn)左偏山狀曲線形態(tài)。特殊情況下,c=2時對應(yīng)χ2分布特例;當(dāng)c趨近無窮大時,分布變?yōu)閱吸c集中分布。參數(shù)a設(shè)定為林分胸徑最小徑階的下限值(具體取值為a=1),參數(shù)b、c的求解采用擬合精度最高的最大似然估計法。Normal分布正態(tài)分布函數(shù)的概率密度函數(shù)為:f式中,σ為位置參數(shù)(數(shù)學(xué)期望),μ為尺度參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)差)。χ2檢驗對基于不同分布函數(shù)計算求得的理論株數(shù)進(jìn)行χ2檢驗,若檢驗統(tǒng)計量χ2小于卡方臨界值χ20.05,則說明在0.05顯著性水平下,模型擬合優(yōu)度達(dá)到統(tǒng)計學(xué)要求,公式如下所示:χ對模型優(yōu)劣進(jìn)行綜合評價,確定最優(yōu)模型。2.5樹高結(jié)構(gòu)特征分析樹高結(jié)構(gòu)特征分析方法與胸徑結(jié)構(gòu)特征分析方法相同,即利用SPSS軟件測算桉樹林分的峰度系數(shù)和偏度系數(shù),系統(tǒng)解析其株數(shù)分布特征及樹高分布參數(shù);基于Weibull分布和Normal分布2種概率密度函數(shù)模型,對各林分樹高結(jié)構(gòu)實施參數(shù)優(yōu)化擬合求解,并通過卡方檢驗進(jìn)行模型適配度甄選,最終確定各林分最優(yōu)樹高分布函數(shù)。2.6樹高-胸徑相互關(guān)系分析首先,運用偏度SK和峰度K指標(biāo)對林分高徑比分布形態(tài)進(jìn)行量化表征,其中SK反映分布對稱性特征,K表示分布陡峭程度。其次,采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析評估高徑比與胸徑及樹高的相關(guān)性。具體操作時將高徑比與胸徑和高徑比與樹高分別轉(zhuǎn)變?yōu)橹却?,計算方法見公?,通過查表獲取p值,以p<0.05認(rèn)為相關(guān)性顯著。r參考國內(nèi)外相關(guān)研究,結(jié)合樣本自變量與因變量之間的散點分布趨勢,選擇6種不同的樹高-胸徑相互關(guān)系模型(見表2)對樣地林分的樹高-胸徑關(guān)系進(jìn)行擬合,采用確定系數(shù)(R2)、均方根誤差(RMSE)及平均絕對誤差(MAE)構(gòu)建模型評價指標(biāo)體系,通過多維度診斷選優(yōu),構(gòu)建最優(yōu)樹高-胸徑相關(guān)模型。其中,RMSE通過衡量模型預(yù)測值與實測值之間的偏差,因而對異常值具有高度敏感性,可有效表征模型預(yù)測結(jié)果的離散特征。MAE采用絕對誤差計算方法,有效規(guī)避正負(fù)誤差相互抵消的問題,能夠客觀地準(zhǔn)確地量化模型預(yù)測誤差的實際幅度。R2值越大表明變量間的相關(guān)程度越高,而RMSE和MAE值越小,則意味著模型預(yù)測值與實際觀測值的吻合度越高。各指標(biāo)表達(dá)式如下:σσR表2備選樹高-胸徑相互關(guān)系模型Table2Alternativetreeheight-diameterrelationshipmodel類別模型編號名稱模型表達(dá)式樹高曲線1Stoffels方程H=1.3+a2Curtis方程H=1.3+a(3Schumacher方程H=1.3+a4Hossfeld方程H=1.3+D25Logistics方程H=1.3+a6Gompertz方程H=1.3+ae

3研究結(jié)果3.1林分胸徑結(jié)構(gòu)特征在桉樹早期林分中林木胸徑生長存在較大差異,其徑級變化幅度為2~10cm?;诒?數(shù)據(jù)分析,桉樹林分胸徑的偏度系數(shù)(SK)均呈現(xiàn)負(fù)值,表明林分胸徑分布曲線向左偏斜,數(shù)據(jù)左側(cè)尾部呈現(xiàn)延展且集聚特性,當(dāng)前林分結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較大徑階林木占主導(dǎo)的分布格局,較小徑階林木在總體中的構(gòu)成比例相對較低?;赮F1、YF3、YF4、YF5、YF7及YF12的計算數(shù)據(jù),各林分胸徑分布的峰度系數(shù)(K)為負(fù)值,該現(xiàn)象揭示其胸徑分布曲線較于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線表現(xiàn)出更顯著的扁平趨勢,具體表現(xiàn)為林分胸徑分布的離散程度加劇,分化較大;YF2、YF6、YF8、YF9、YF10及YF11林分的胸徑分布峰度系數(shù)(K)值大于零,這表明其胸徑數(shù)據(jù)在分布上更加集聚在峰值區(qū)域,整體呈現(xiàn)明顯的峰態(tài)特征。YF1和YF12林分胸徑分布的夏皮羅—威爾克檢驗(Shapiro-Wilktest,S-Wtest)的顯著度p值分別為0.055和0.079,大于0.05,表明這兩地桉樹林分的胸徑分布服從于正態(tài)分布假設(shè);而其他林分胸徑分布的S-W檢測的顯著度p值均小于0.05,說明其余各林分胸徑分布不服從正態(tài)分布。表3桉樹胸徑分布的偏度、峰度統(tǒng)計表Table3Statisticsofskewnessandkurtosisofdiameterdistributionofeucalyptus樣地編號Sampleplot偏度skewness峰度kurtosisS-W檢測YF1-0.583-0.2170.055*YF2-1.0850.1600.000YF3-0.073-1.3760.001YF4-0.879-0.0390.000YF5-1.005-0.3300.000YF6-0.9270.1310.001YF7-0.785-0.8910.000YF8-0.9120.3390.000YF9-0.8370.0700.000YF10-1.1920.5790.000YF11-1.1410.8740.001YF12-0.373-0.7160.079*整體林分-0.797-0.2570.000注:*表示服從正態(tài)分布。Note:*meansobeyingthenormaldistribution.由表4可知,根據(jù)各分布函數(shù)對桉樹早期林分胸徑分布規(guī)律的擬合結(jié)果,Weibull分布函數(shù)的b值在6.297~7.853之間,c值在5.279~12.445之間;Normal分布函數(shù)的σ介于6.942~10.129,μ介于1.406~7.608。借助卡方檢驗對桉樹胸徑分布的擬合結(jié)果展開分析,以此進(jìn)一步明晰各林分桉樹胸徑的分布規(guī)律。結(jié)果表明:對于Weibull分布,12個林分中僅有2個林分通過卡方檢驗;對于Normal分布,所有樣地均通過卡方檢驗。由整體來說,Normal分布函數(shù)的擬合效果優(yōu)于Weibull分布函數(shù),其中Weibull分布會因林分不同,擬合結(jié)果會產(chǎn)生較大差異。表4各林分胸徑分布模擬函數(shù)參數(shù)結(jié)果和評價指標(biāo)Table4Parametersandevaluationindicatorsofeachdiameterdistributionfunctionineachplot調(diào)查因子factors樣地編號SampelplotWeibull分布WeibulldistributionNormal分布Normaldistributionbcχ2σμχ2胸徑Y(jié)F16.5887.8157373.0247.3412.1932.735*YF26.76210.1298.184×1077.4231.7603.442*YF36.2972.6741.768*10.1297.6083.517*YF46.6878.9299.679×1057.2731.9683.087*YF56.82911.6421.500×1097.7881.4064.042*YF66.5927.9891.436×1056.9421.8633.242*YF76.82011.4029.917×1077.5883.0085.244*YF86.6618.5781.615×1067.2312.0512.938*YF96.77210.303114.5847.4091.9653.715*YF106.84912.4451.330×1097.7511.5114.671*YF117.8537.5221.775×1058.1762.4433.524*YF126.5655.2791.396*6.9512.0512.996*整體林分6.7129.1981.586×1067.3522.0752.959*注:*表示0.05水平差異不顯著。Note:*P>0.05.圖1林分胸徑正態(tài)分布擬合曲線圖Fig.1NormaldistributionfittingcurveofstandDBH3.2林分樹高結(jié)構(gòu)特征桉樹早期林分樹高生長變化較大,其樹高級變幅為1~7m。從表5中可以看出,各林分桉樹樹高偏度系數(shù)(SK)均取負(fù)值,反映出各林分樹高分布曲線存在左偏傾向,且偏離幅度較為顯著,在此階段,林分中多數(shù)林木樹高超過林分平均值,即高樹占比較大,矮樹占比較少。針對樣地YF3、YF5、YF7、YF9、YF12,經(jīng)分析其林分峰度(K)低于零,對應(yīng)的樹高分布曲線趨于扁平;而其余樣地林分峰度(K)值大于零,這些林分樹高分布較為集中。各林分樹高分布的S-W檢測的顯著度p值均小于0.05,表明各林分樹高分布均拒絕正態(tài)分布假設(shè)。表5桉樹樹高分布的偏度、峰度統(tǒng)計表Table5Statisticsofskewnessandkurtosisofheightdistributionofeucalyptus樣地編號Sampleplot偏度skewness峰度kurtosisS-W檢測YF1-0.8370.0290.001YF2-1.2800.5970.000YF3-0.332-1.2840.000YF4-1.5281.6050.000YF5-0.915-0.4740.000YF6-1.0990.7110.014YF7-0.945-0.4330.000YF8-1.2591.0510.000YF9-0.346-0.7490.013YF10-0.8170.2880.016YF11-1.3441.5100.000YF12-0.199-1.0740.049整體林分-0.9590.2580.000注:*表示服從正態(tài)分布。Note:*meansobeyingthenormaldistribution.由表6可知,根據(jù)各分布函數(shù)對各林分樹高分布規(guī)律的擬合結(jié)果,Weibull分布函數(shù)的b值在9.261~10.925之間,c值在2.601~10.804之間;Normal分布函數(shù)的σ介于10.120~12.069,μ介于0.904~3.925。就卡方檢驗結(jié)果而言,對于Weibull分布,12個樣地中有6個樣地成功通過卡方檢驗,而Normal分布適配各樣地時,所有樣地均達(dá)成卡方檢驗通過標(biāo)準(zhǔn)。綜合考量,Normal分布函數(shù)對數(shù)據(jù)的擬合效能顯著優(yōu)于Weibull分布函數(shù)。表6各林分樹高分布模擬函數(shù)參數(shù)結(jié)果和評價指標(biāo)Table6Parametersandevaluationindicatorsofeachheightdistributionfunctionineachplot調(diào)查因子factors樣地編號SampelplotWeibull分布WeibulldistributionNormal分布Normaldistributionbcχ2σμχ2樹高YF110.5075.5990.569*11.4452.1331.669*YF210.7717.6521346.62511.9081.5911.731*YF310.3862.6010.702*10.4293.9251.406*YF49.99510.1155830.30011.2511.0362.730*YF510.9257.898167.64512.0691.6132.407*YF610.0006.75911.452*10.9851.7421.989*YF79.85610.8041642.51611.1960.9043.018*YF810.7048.6733.124×10611.9221.3902.276*YF99.3475.6810.237*10.3211.8462.002*YF109.2789.0940.291*10.5181.0602.866*YF119.9449.45034.63211.1691.1472.632*YF129.2615.3780.173*10.1201.8931.959*整體林分10.0896.0281.602*11.0841.9111.431*注:*表示0.05水平差異不顯著。Note:*P>0.05.圖2林分樹高正態(tài)分布擬合曲線圖Fig.2Fittingcurveofnormaldistributionofstandtreeheight?3.3林分樹高-胸徑相互關(guān)系模型從表7中可以看出,除了林分YF1、YF3、YF7、YF8,其余各林分高徑比分布的偏度系數(shù)均為正值,說明高徑比分布曲線整體向右偏斜,較小高徑比林木占多數(shù),苗木的高度相對于胸徑來說較粗矮,苗木生長較為健壯。林分高徑比分布的峰度系數(shù)均為正值且數(shù)值較大,說明林木高徑比分布曲線陡峭,高徑比分布更集中在平均值周圍,分化小,呈現(xiàn)峰態(tài)。對于林分YF1、YF3、YF8,其高徑比分布的S-W檢測的顯著度p值分別為0.061、0.073、0.200,說明這3地林分高徑比分布服從正態(tài)分布假設(shè);而其余林分高徑比分布的S-W檢測的顯著度p值均小于0.05,說明其余各林分高徑比分布均拒絕正態(tài)分布假設(shè)。表7桉樹高徑比分布的偏度、峰度統(tǒng)計表Table7StatisticsofskewnessandkurtosisofHDRdistributionofeucalyptus樣地編號Sampleplot偏度skewness峰度kurtosisS-W檢測YF1-0.583-0.2170.055*YF2-1.0850.1600.000YF3-0.073-1.3760.001YF4-0.879-0.0390.000YF5-1.005-0.3300.000YF6-0.9270.1310.001YF7-0.785-0.8910.000YF8-0.9120.3390.000YF9-0.8370.0700.000YF10-1.1920.5790.000YF11-1.1410.8740.001YF12-0.373-0.7160.079*整體林分-0.797-0.257.000注:*表示服從正態(tài)分布。Note:*meansobeyingthenormaldistribution.基于表8所列各林分高徑比與胸徑及樹高相關(guān)系數(shù)以及圖3呈現(xiàn)的熱圖可知:各樣地林木的高徑比與胸徑均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,且相關(guān)系數(shù)絕對值普遍較大。其中,YF11林分(0.881)和YF12林分(0.727)的相關(guān)系數(shù)絕對值居首,而YF2林分(0.381)和YF7林分(0.315)的關(guān)聯(lián)強度相對較弱,呈現(xiàn)最低相關(guān)水平。各樣地林木高徑比與樹高的關(guān)聯(lián)模式呈現(xiàn)復(fù)雜性,其相關(guān)系數(shù)絕對值總體處于較低水平(0.020~0.575)。具體來說,YF1、YF3、YF4、YF5、YF8、YF10、YF11、YF12林分和全林(-0.575~-0.235)均表現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān),YF6林分(-0.287)呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)特征,YF2林分(-0.197)和YF7林分(-0.179)的負(fù)相關(guān)未達(dá)顯著水平,而YF9林分(0.020)則觀測到非顯著的正相關(guān)趨勢。研究結(jié)果表明:在桉樹早期林分中,林木高徑比隨胸徑差異呈現(xiàn)顯著變化特征,基于各林分構(gòu)建高徑比與胸徑的量化關(guān)系模型具有學(xué)術(shù)價值和實踐意義,可以采用各林分高徑比與胸徑的關(guān)系曲線實現(xiàn)對桉樹早期林分林木高徑比特征的精準(zhǔn)刻畫。然而針對高徑比與樹高的關(guān)系分析顯示,不同林分尚未形成普適性規(guī)律,當(dāng)前數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不支持建立具有統(tǒng)計學(xué)意義的統(tǒng)一關(guān)系模型,即不建議進(jìn)行各林分高徑比與樹高關(guān)系曲線擬合。表8各林分高徑比與胸徑及樹高的相關(guān)性Table8Correlationbetweentheheight-to-diameterratioandDBHaswellastreeheightineachplot樣地編號SampleplotHDR與胸徑相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweenHDRandDHBHDR與樹高相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientbetweenHDRandheightYF1-0.565**-0.335**YF2-0.381**-0.197YF3-0.542**-0.386**YF4-0.651**-0.375**YF5-0.612**-0.346**YF6-0.501**-0.287*YF7-0.315*-0.179YF8-0.567**-0.469**YF9-0.428**0.020YF10-0.662**-0.379**YF11-0.881**-0.575**YF12-0.727**-0.409**整體林分-0.569**-0.235**注:*表示高徑比與胸徑或與樹高在0.05水平上顯著相關(guān);**表示高徑比與胸徑或與樹高在0.01水平上極顯著相關(guān)。Note:*meansthattheheight-to-diameterratioissignificantlycorrelatedwithtreeheightorwithDBH;**meansthattheheight-to-diameterratioisextremelysignificantlycorrelatedwithtreeheightorwithDBH.圖3高徑比與胸徑及樹高相互關(guān)系熱圖Fig.3Heatmapoftheinterrelationshipsbetweenheight-to-diameterratio,DBH,andtreeheight?注:*表示0.05水平相關(guān)性顯著,**表示0.01水平相關(guān)性顯著Note:*P>0.05;**P>0.01.基于桉樹早期林分?jǐn)M選的樹高-胸徑相互關(guān)系模型中,模型1、2、3均為2參數(shù)模型,模型4、5、6均為3參數(shù)模型,各林分對應(yīng)模型的參數(shù)估計及統(tǒng)計檢驗結(jié)果詳列與表9至表13。對于樣地YF1來說,6個模型的決定系數(shù)(R2)為0.933~0.934,RMSE為0.556~0.602,MAE為0.396~0.454;YF2林分樹高-胸徑相互關(guān)系模型的決定系數(shù)(R2)均高于0.960,RMSE低于0.570,MAE低于0.440;YF3林分樹高-胸徑相互關(guān)系模型的決定系數(shù)(R2)為0.952~0.972,RMSE為0.522~0.691,MAE為0.405~0.576;林分YF8的樹高-胸徑相互關(guān)系模型中,除了模型4,其余模型擬合效果都較好,其R2范圍在0.963~0.979之間,RMSE范圍在0.363~0.475之間,MAE范圍在0.243~0.384之間。在對林分YF11進(jìn)行樹高-胸徑相互關(guān)系模擬時,在除模型4以外的5個模型中,所有備選模型的R2值都達(dá)到0.91以上,RMSE介于0.461~0.529,MAE介于0.351~0.400。其中,經(jīng)過綜合比較,YF1、YF2、YF8、YF11林分均是樹高曲線模型6的R2值最大,RMSE和MAE值最??;YF3和總體林分樹高-胸徑相互關(guān)系模型6的決定系數(shù)最高,RMSE值最小,MAE值也較小。因此,根據(jù)精度較高、誤差較小的原則,確定模型6為桉樹早期林分YF1、YF2、YF3、YF8、YF11樹高-胸徑相互關(guān)系的最優(yōu)模型,其參數(shù)估計分別為:

YF1:H=1.3+15.627e?3.438YF2YF3:YF8YF11總體對YF4桉樹早期林分林木樹高-胸徑數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合求解時,模型4和模型6均具有較高的精度(R2=0.930,RMSE=0.587,MAE=0.437),可以選作YF4桉樹林分的最優(yōu)樹高曲線模型。使用模型4和6擬合YF4桉樹樹高時,模型4參數(shù)a=3.411,b=-0.448,c=0.103,模型6參數(shù)a=11.422,b=5.296,c=0.458,樹高曲線表達(dá)式為:

YF4或從林分YF5、YF10、YF12的擬合結(jié)果可以看出,模型5的擬合效果最好(YF5:R2=0.953,RMSE=0.553,MAE=0.453;YF10:R2=0.887,RMSE=0.484,MAE=0.381;YF12:R2=0.832,RMSE=0.651,MAE=0.472),3個林分均是模型5的R2值最大,RMSE和MAE值最小。其樹高-胸徑相互關(guān)系用模型5(Logistics方程)表示為:YF5YF10YF12基于模型評估指標(biāo)的原則,當(dāng)決定系數(shù)R2越大,RMSE和MAE絕對值越小時,預(yù)測模型的精度越高。針對YF6林分,除模型2與模型3外,其他候選模型的R2值均達(dá)到0.94以上;在符合精度要求的4個模型中,模型4的RMSE值和MAE值較低,表現(xiàn)出相對優(yōu)勢。對于YF9樣地,模型4的檢驗結(jié)果最佳,R2值(0.752)最大,RMSE(0.893)和MAE(0.685)值最小。通過綜合分析,模型4(Hossfeld方程)為YF6和YF9桉樹的樹高曲線的最適模型:YF6YF9由決定系數(shù)R2、RMSE和MAE可以看出,林分YF7以模型2為最優(yōu)模型,其R2=0.971,RMSE=0.410,MAE=0.300,參數(shù)a=23.624,b=7.367,表達(dá)式為:YF7表9各林分樹高—胸徑相互關(guān)系函數(shù)擬合結(jié)果及其檢驗(模型1和模型2)Table9Parametersandevaluationindicatorsofcorrelationfunctionbetweentreeheightanddiameterforvariousforeststands(model1andmodel2)樣地編號Sampleplot模型1Stoffels方程模型2Curtis方程參數(shù)Parameters評價指標(biāo)Evaluationindicators參數(shù)Parameters評價指標(biāo)EvaluationindicatorsabR2RMSEMAEabR2RMSEMAEYF11.3240.9850.9330.6020.45425.1407.4940.9410.5630.408YF21.1281.0730.9620.5680.43125.1067.3240.9710.4960.366YF31.2610.9960.9520.6910.57623.1326.9130.9710.5380.418YF41.5810.8790.8820.7600.57820.6966.2490.9210.6240.477YF51.4740.9320.9500.5710.47021.4646.1950.9270.6870.557YF61.3330.9830.9430.5390.44822.5556.6900.9380.5610.429YF71.0221.0950.9660.4460.34523.6247.3670.9710.4100.300YF81.2391.0290.9630.4750.38425.8177.5450.9770.3780.261YF91.7070.8170.7380.9180.71618.6115.8330.7010.9820.767YF102.3030.6720.8800.4990.39316.1044.6120.8510.5560.443YF111.8560.7670.9340.4680.35217.9285.5830.9230.5050.386YF121.9970.7600.8300.6550.47718.7085.5700.8150.6840.529整體林分1.4480.9260.8950.7660.62021.5986.5220.9020.7420.593表10樹高—胸徑相互關(guān)系函數(shù)擬合結(jié)果及其檢驗(模型3)Table10Parametersandevaluationindicatorsofcorrelationfunctionbetweentreeheightanddiameterforvariousforeststands(model3)樣地編號Sampleplot模型3Schumacher方程參數(shù)評價指標(biāo)abR2RMSEMAEYF123.2996.4440.9390.5710.418YF222.9766.1890.9690.5140.385YF321.2915.8330.9710.5400.433YF419.2285.2970.9250.6080.463YF519.8275.1960.9190.7240.585YF620.6835.6230.9330.5800.447YF721.5506.2140.9710.4140.303YF823.8646.4750.9760.3830.261YF917.4004.9590.6910.9970.779YF1015.2193.8920.8440.5690.454YF1116.8774.7630.9160.5290.400YF1217.6194.7720.8100.6930.541整體林分20.0045.5290.8990.7510.600表11樹高—胸徑相互關(guān)系函數(shù)擬合結(jié)果及其檢驗(模型4)Table11Parametersandevaluationindicatorsofcorrelationfunctionbetweentreeheightanddiameterforvariousforeststands(model4)樣地編號Sampleplot模型4Hossfeld方程參數(shù)評價指標(biāo)abcR2RMSEMAEYF11.8300.2090.0420.9420.5600.407YF22.1990.0740.0510.9720.4870.357YF32.626-0.1140.0700.9720.5250.417YF43.411-0.4480.1030.9300.5870.437YF5-0.5350.910-0.0080.9510.5670.461YF60.6020.5520.0190.9440.5300.433YF72.0790.1660.0480.9710.4140.309YF8-2.9131.717-0.0720.8650.9100.663YF9-2.0631.343-0.0280.7520.8930.685YF10-1.1910.9440.0080.8830.4920.387YF11-4.6632.146-0.0810.6541.0700.643YF12-0.9260.8890.0060.8310.6540.467整體林分-2.2201.526-0.0540.7821.1060.770表12樹高—胸徑相互關(guān)系函數(shù)擬合結(jié)果及其檢驗(模型5)Table12Parametersandevaluationindicatorsofcorrelationfunctionbetweentreeheightanddiameterforvariousforeststands(model5)樣地編號Sampleplot模型5Logistics方程參數(shù)評價指標(biāo)abcR2RMSEMAEYF113.96610.7430.4330.9420.5590.399YF212.71516.3250.5570.9700.5010.364YF312.17415.2790.5680.9720.5290.405YF410.93117.9690.6580.9280.5970.442YF517.0567.4840.3030.9530.5530.453YF614.1248.8340.3980.9410.5450.445YF712.38812.2440.4880.9680.4310.323YF812.76316.5210.5580.9780.3680.247YF928.7528.3890.1730.7510.8950.688YF1047.67011.5330.1280.8870.4840.381YF1112.6305.6470.3420.9360.4620.351YF1215.5304.6980.2570.8320.6510.472整體林分12.6569.4510.4510.9020.7430.602表13樹高—胸徑相互關(guān)系函數(shù)擬合結(jié)果及其檢驗(模型6)Table13Parametersandevaluationindicatorsofcorrelationfunctionbetweentreeheightanddiameterforvariousforeststands(model6)樣地編號Sampleplot模型6Gompertz方程參數(shù)評價指標(biāo)abcR2RMSEMAEYF115.6273.4380.2670.9430.5560.396YF214.4094.0580.3240.9720.4850.347YF313.2034.1960.3570.9720.5220.407YF411.4225.2960.4580.9300.5870.437YF524.9392.6770.1380.9520.5600.456YF616.8052.9300.2240.9430.5380.438YF713.8503.7410.3030.9700.4180.309YF814.1954.3140.3390.9790.3630.243YF9200.2214.1800.0380.7500.9020.702YF10342.8254.5280.0280.8870.4900.385YF1114.1722.3290.2120.9360.4610.351YF1220.2572.1230.1320.8320.6520.474整體林分14.0213.1890.2820.9030.7370.596從表9~13可以看出,Gompertz方程(模型6)具有較高的精度且適用范圍廣,除YF9、YF10和YF12這3個樣地以外,Gompertz方程擬合效果檢驗的R2均在0.9以上,RMSE介于0.363~0.737,MAE介于0.243~0.596。Stoffels方程(模型1)的擬合效果最差,R2介于0.882~0.966,RMSE介于0.446~0.766,MAE介于0.345~0.620。Curtis方程(模型2)、Schumacher方程(模型3)、Hossfeld方程(模型4)、Logistics方程(模型5)的擬合效果處于中間水平。其中Hossfeld方程(模型4)對部分林分不適用,擬合效果較差,觀察數(shù)據(jù)可知,Hossfeld方程對小胸徑林木的樹高擬合效果不佳,導(dǎo)致Hossfeld方程在擬合林分YF8和YF11中的小胸徑林木的樹高時出現(xiàn)較大偏差。

4討論與結(jié)論4.1討論在采用方程擬合云浮地區(qū)尾巨桉早期人工林胸徑和樹高分布規(guī)律時,擬合結(jié)果表明Normal分布函數(shù)表現(xiàn)出最高的精度,擬合效果最好。從理論上來講,Weibull分布具有較大的靈活性,對直徑分布適應(yīng)性較強(NagelJandBigingGS,1995;BaileyRLandDellTR,1973),不僅具備擬合不同偏度、峰度的單峰曲線的能力(薩其拉,2023),還可以擬合倒“J”型非線性曲線(王琢玙,2022),但在實際應(yīng)用中,受制于多參數(shù)優(yōu)化算法的復(fù)雜性,計算過程中可能遭遇迭代不收斂等異常情況而導(dǎo)致模型求解失?。ㄌ剖卣?2015),同時Weibull分布也不適合擬合幼中齡林的直徑分布。而且Normal分布曲線變化小,只擬合林分發(fā)育過程某一階段的直徑分布,有一定局限性(張雄清和雷淵才,2009)。本研究發(fā)現(xiàn)關(guān)于桉樹早期林分胸徑和樹高分布結(jié)構(gòu)正態(tài)檢測部分,S-W檢測與Normal分布擬合結(jié)果有所偏差,試探究其原因。S-W正態(tài)檢測使用的數(shù)據(jù)是實測胸徑值,基本原理是基于樣本中的觀察值與樣本均值之間的協(xié)方差來評估數(shù)據(jù)是否正態(tài)分布,它考察了數(shù)據(jù)點是否圍繞著樣本均值對稱分布,關(guān)注樣本內(nèi)部的數(shù)據(jù)分布形狀,而不涉及與特定理論分布的比較。Normal分布擬合卡方檢驗采用徑階整化處理后的各徑階頻數(shù)分布數(shù)據(jù),原理是通過比較實際觀測頻數(shù)與理論期望頻數(shù)的偏離程度,以判斷樣本數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布特征。樹木不同生長階段高徑比動態(tài)變化的根本原因是樹高和直徑的異速生長所致,同時樹齡(楊盛揚,2022a;ZhangXQetal,2020)、樹種(Orzel,2007)、競爭(HessAFetal,2021)、立地(SharmaRP,2016)和氣候(ZhangXQetal,2020)等多種因素構(gòu)成重要的生物學(xué)影響變量。本研究中云浮尾巨桉早期人工林林分高徑比平均值為145.681,最大為242.857,最小為106.186,與其他學(xué)者對桉樹早期林木高徑比的研究結(jié)果基本一致(蘭俊等,2012)。目前對于高徑比與直徑的關(guān)系,已有對人工林的研究顯示高徑比與直徑呈負(fù)相關(guān)。楊盛揚等(2022b)在對多地域馬尾松(Pinusmassoniana)人工林展開的樹高和胸徑與高徑比的關(guān)系研究揭示,高徑比總體上與樹高、直徑及樹齡呈現(xiàn)“L”型曲線關(guān)系。本研究結(jié)果表明,云浮地區(qū)尾巨桉早期人工林高徑比隨直徑的增大呈下降趨勢且相關(guān)性較大,與先前研究結(jié)論相一致。而林木高徑比與樹高的關(guān)系呈現(xiàn)多種特征,有負(fù)相關(guān)、也有正相關(guān),顯著性水平也存在差異,有不顯著相關(guān)、顯著相關(guān)、也有極顯著相關(guān),這種林木高徑比與樹高關(guān)系的復(fù)雜性產(chǎn)生的原因有待進(jìn)一步深入研究。本研究已篩選出胸徑為桉樹早期林分高徑比的顯著相關(guān)因子,因此可以在后續(xù)研究中將它用作高徑比-胸徑相關(guān)關(guān)系模型中的主要預(yù)測變量。本研究通過選取有代表性的非線性樹高-胸徑相互關(guān)系數(shù)學(xué)模型,通過各項精度對比評價,最終選出最優(yōu)、適應(yīng)性最廣的Gompertz方程。賀鵬和聶峰(2019)采用R2,SEE,TRB,MSB和P這5個指標(biāo)對海南省人工林樹種桉樹進(jìn)行模型檢驗,選出最優(yōu)樹高曲線為模型H=1.3+a(1?e?bDc)4.2結(jié)論本文針對云浮地區(qū)早期尾巨桉人工林,研究了其樹高、胸徑結(jié)構(gòu)規(guī)律及樹高-胸徑相互關(guān)系,得出以下結(jié)論:(1)尾巨桉胸徑和樹高分布呈左偏的近似正態(tài)分布,現(xiàn)階段林分主要以較大徑階、較高樹高的林木居多,符合同齡純林的幼齡階段生長規(guī)律。胸徑和樹高分布模型檢驗結(jié)果顯示,Normal分布通過了χ2檢驗,但Weibull分布僅有較低的通過率,說明胸徑和樹高近似正態(tài)分布。(2)尾巨桉高徑比分布曲線呈右偏,苗木的高度相對于胸徑來說較粗矮,這種苗木生長較為健壯。桉樹早期林分高徑比分布的峰度系數(shù)均為正值且數(shù)值較大,說明桉樹高徑比分布曲線陡峭,高徑比分布更集中在平均值周圍,分化小,呈現(xiàn)峰態(tài)。(3)由于樹高和胸徑的異速生長,早期尾巨桉林分高徑比與胸徑呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān),高徑比與樹高關(guān)系相對復(fù)雜,尚未體現(xiàn)出較為一致的規(guī)律性。(4)本研究對6種較為常用的樹高曲線進(jìn)行參數(shù)擬合,通過多維度擬合效果評估,Gompertz模型展現(xiàn)出最優(yōu)適配性。在擬合樹高-胸徑相互關(guān)系時,Gompertz模型取得最大的R2,同時保持RMSE和MAE的最低水平,這說明本研究所構(gòu)建的樹高曲線模型對云浮地區(qū)桉樹早期林分樹高預(yù)估具有一定的準(zhǔn)確性和可靠性。

參考文獻(xiàn)陳淑媛.因地制宜珍惜土地資源——羅定市土地資源調(diào)查報告[J].各界文論,2006(12):11-12.馮源,李貴祥,和麗萍,等.基于非線性混合效應(yīng)模型的云南松林樹高曲線[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2025,47(03):49-60.賀鵬,聶峰.海南省主要人工林樹種最優(yōu)樹高曲線研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2019,38(04):49-52.黃文晉,郎哲,賈勃,等.不同地區(qū)栓皮櫟天然林的林分結(jié)構(gòu)差異[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2024,39(06):17-26.江怡航,劉振華,胡宇欣,等.基于杉楠近自然改造后的杉木直徑分布模型研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2024,37(05):85-93.蘭俊,吳永富,石前,等.巨桉第二代育種群體遺傳變異及早期選擇研究[J].桉樹科技,2012,29(04):36-40.李鳳日.測樹學(xué)[M].4版.北京:中國林業(yè)出版社,2019:8.李欣宇,葉爾江·拜克吐爾漢,王娟,等.基于非線性混合效應(yīng)模型的東北紅松樹高-胸徑關(guān)系[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2025,47(03):38-48.李瑩瑩.基于GF-1遙感數(shù)據(jù)的森林土壤養(yǎng)分三維空間預(yù)測研究[D].廣西大學(xué),2022.梁瑞婷,孫玉軍,李蕓.深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)方法模擬杉木樹高-胸徑模型比較[J].林業(yè)科學(xué)研究,2021,34(06):65-72.林學(xué)名詞審定委員會.林學(xué)名詞[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2016.呂樂樂,王文彬,董靈波.基于啞變量和分位數(shù)回歸的興安落葉松更新幼樹的樹高-胸徑模型[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2023,34(09):2355-2362.馬瑞婷,常陳豪,賀文,等.撫育間伐對栓皮櫟人工林直徑和樹高分布的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2021,41(02):80-88.秦舟,張夢弢.關(guān)帝山華北落葉松林分直徑分布規(guī)律研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2021,36(01):208-214.薩其拉.黑龍江省典型人工針葉林直徑分布模型[D].東北林業(yè)大學(xué),2023.薩日娜,廉琪,胡艷波,等.杉木萌芽林結(jié)構(gòu)多樣性研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2024,37(05):148-159.單華平,馮駿,翟丕斌,等.鄂西山區(qū)日本落葉松樹高曲線的研究[J].湖北林業(yè)科技,2023,52(04):1-4+10.唐守正,李勇,符利勇.生物數(shù)學(xué)模型的統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2015:125-160.王胤,姚瑞玲,付軍,等.馬尾松組培苗幼林胸徑和樹高分布特征[J].福建林業(yè)科技,2024,51(02):125-129,152.王琢玙.湖南省香榧天然林直徑結(jié)構(gòu)特征研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué),2022.熊子月,周春國.目標(biāo)樹撫育間伐對老山林場天然次生林直徑分布的影響[J].國土與自然資源研究,2024,(01):67-71.徐慶玲,韓斐揚,鄭永魁,等.廣西桉樹相對樹高曲線模型研建[J].桉樹科技,2023a,40(04):47-52.徐慶玲,曾春陽,馮建強,等.馬尾松人工林相對樹高曲線模型構(gòu)建[J].湖南林業(yè)科技,2023b,50(02):41-45.嚴(yán)銘海,黃清麟,王金池,等.林木高徑比研究綜述[J].世界林業(yè)研究,2023,36(01):59-65.嚴(yán)銘海,王金池,黃清麟,等.中亞熱帶典型天然闊葉林主要樹種林木高徑比特征[J].森林與環(huán)境學(xué)報,2022,42(04):409-417.嚴(yán)銘海,王少杰,黃清麟,等.兩種典型中亞熱帶單優(yōu)群落林木高徑比特征[J].林業(yè)科學(xué)研究,2024,37(06):121-127.楊盛揚.馬尾松人工林密度效應(yīng)規(guī)律研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué),2022a.楊盛揚,曾思齊,龍時勝,等.馬尾松人工林高徑比變化規(guī)律[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2022b,42(07):67-75.楊章旗.廣西主要用材林產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況與展望[J].廣西科學(xué),2022,29(03):405-410.張祥宇.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的森林土壤養(yǎng)分空間分布預(yù)測[D].華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2017.張雄清,雷淵才.北京山區(qū)天然櫟林直徑分布的研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2009,24(6):1-5.張雨昕.廣東省羅定市森林土壤屬性綜合評價及其空間分布特征[D].華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.趙蘇亞,王瑞輝,劉凱利,等.撫育間伐對不同年齡杉木人工林生長及林下植被多樣性的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2020,40(12):34-43+82.莊崇

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