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赣中天然闽楠单木冠幅预测模型的研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 88-96页

作者：单凯丽臧颢潘萍宁金魁欧阳勋志鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室江西农业大学林学院江西南昌330045

【目的】探讨竞争指标和建模方法对天然闽楠(Phoebe bournei)单木冠幅预测模型的影响,以期为精准预测天然闽楠单木的冠幅提供参考。【方法】以江西省赣中25块闽楠天然次生林典型样地中的1011株闽楠为研究对象,采用普通最小二乘法(OLS模... 详细信息

【目的】探讨竞争指标和建模方法对天然闽楠(Phoebe bournei)单木冠幅预测模型的影响,以期为精准预测天然闽楠单木的冠幅提供参考。【方法】以江西省赣中25块闽楠天然次生林典型样地中的1011株闽楠为研究对象,采用普通最小二乘法(OLS模型)、仅考虑样地水平的混合效应模型、增强回归树和随机森林4种建模方法建立单木冠幅模型,分别添加林分每公顷断面积、大于对象木的断面积之和、林分密度指数和简单竞争指数4种竞争指标,分析竞争指标对冠幅模型的影响,采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均相对误差绝对值(RMA)和平均绝对误差(MAE)确定最佳模型。【结果】不添加竞争指标时,模型的预测能力表现为:混合效应模型>OLS模型>增强回归树>随机森林;添加竞争指标时,最优模型表现为:混合效应模型>OLS模型>随机森林>增强回归树。OLS模型中添加大于对象木的断面积之和竞争指标时预测能力最佳;增强回归树中添加固定半径为7 m的简单竞争指数时预测能力最佳;随机森林中添加林分每公顷断面积竞争指标时预测能力最佳;混合效应模型不添加竞争指标时预测能力最佳(RMSE为0.8460,RMA为0.2111,MAE为0.6501),并且都优于其他模型。【结论】研究结果可对天然闽楠单木冠幅生长进行精准预测,并为提高闽楠天然次生林的林分质量提供理论依据。

关键词：闽楠冠幅模型竞争指标混合效应模型刀切法

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杉木人工林碳汇木材多功能经营的最优轮伐期

北京林业大学学报 2022年第10期44卷 120-128页

作者：臧颢黄锦程刘洪生欧阳勋志姜俊宁金魁江西农业大学林学院江西南昌330045 江西省崇义县林业局江西赣州341300 北京林业大学林学院北京100083

【目的】探讨不同条件下杉木人工林碳汇木材多功能经营的最优轮伐期及收益的变化,为杉木人工林多功能经营和决策提供科学依据。【方法】以江西省崇义县杉木人工林为研究对象,基于31块固定样地的多期调查数据,以Faustmann-Hartman模型为... 详细信息

【目的】探讨不同条件下杉木人工林碳汇木材多功能经营的最优轮伐期及收益的变化,为杉木人工林多功能经营和决策提供科学依据。【方法】以江西省崇义县杉木人工林为研究对象,基于31块固定样地的多期调查数据,以Faustmann-Hartman模型为基础,设计了3种模拟情景,情景1只考虑木材收益,情景2和3分别在情景1的基础上依次纳入地上生物量碳汇收益和死亡有机质碳汇收益,不同情景分析了不同碳价格、利率和立地质量对杉木人工林的最优轮伐期和林地期望值的影响。【结果】基准条件下(地位指数15 m、利率5%和碳价格77元/t),林地期望值随着林分年龄的增加表现为先增加后减小,情景1和情景2的最优轮伐期均为21年,情景3为20年,最优轮伐期下情景2和3的林地期望值对比情景1分别增加了23%和35%。随着碳价格的增加,最优轮伐期和林地期望值分别呈现缩短和增加的趋势;同一碳价格下,3种情景的最优轮伐期最多相差达4年,且随着碳价格的增加,最优轮伐期的差异也在逐渐增大。随着利率的增加,最优轮伐期和林地期望值均呈现减小趋势;当利率增至7%时,林地期望值大幅降至10%以下,情景1甚至出现了负数。随着地位指数的增加,3种情景下林地期望值均显著增加,最优轮伐期则逐渐缩短。【结论】当前杉木经营的环境下,碳汇收益的增加对最优轮伐期的影响不明显,但能显著增加林地期望值,因此有利于增强经营者从事人工林多功能经营的积极性。碳价格、利率和立地质量可显著影响最优轮伐期和林地期望值。

关键词：杉木人工林最优轮伐期多功能经营 Faustmann-Hartman模型碳库

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庐山常绿阔叶林种间联结性及物种共存机制

生态学杂志 2022年第8期41卷 1474-1481页

作者：李坚锋潘萍欧阳勋志彭松立邓文平宁金魁鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室江西农业大学林学院南昌330045 江西庐山森林生态系统国家定位观测研究站江西九江332900 江西庐山国家级自然保护区管理局江西九江332900

分析江西庐山国家级自然保护区常绿阔叶林主要物种的种间联结性,探讨其常绿与落叶树种的共存机制,以期为生物多样性保护、自然植被恢复等提供科学依据。采用方差比率法、χ~2检验、联结系数(AC)以及Spearman秩相关系数检验等方法对重要... 详细信息

分析江西庐山国家级自然保护区常绿阔叶林主要物种的种间联结性,探讨其常绿与落叶树种的共存机制,以期为生物多样性保护、自然植被恢复等提供科学依据。采用方差比率法、χ~2检验、联结系数(AC)以及Spearman秩相关系数检验等方法对重要值较大的32个主要物种进行联结性分析,并对其常绿与落叶树种进行生态位相似性和生态位重叠测定。结果表明:主要物种总体上呈显著正联结;χ~2检验结果显示,正、负联结种对分别有263、230对,无联结种对有3对,正负联结比为1.143,检验显著率为27.42%;Spearman秩相关系数检验结果显示,正、负相关种对分别有222、274对,正负相关比为0.81,检验显著率为34.68%;种对间的AC值较小,其中介于-0.6

关键词：种间联结常绿阔叶林生态位共存机制庐山

基于树木起源、立地分级和龄组的单木生物量模型

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生态学报 2012年第3期32卷 740-757页

作者：李海奎宁金魁中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 江西农业大学园林与艺术学院南昌330045

以马尾松(Pinus massoniana)和落叶松(Larix)的大样本实测资料为建模样本,以独立抽取的样本为验证样本,把样本按起源、立地和龄组进行分级,采用与材积相容的两种相对生长方程,分普通最小二乘和两种加权最小二乘,对地上部分总生物量、地... 详细信息

以马尾松(Pinus massoniana)和落叶松(Larix)的大样本实测资料为建模样本,以独立抽取的样本为验证样本,把样本按起源、立地和龄组进行分级,采用与材积相容的两种相对生长方程,分普通最小二乘和两种加权最小二乘,对地上部分总生物量、地上各部分生物量和地下生物量进行模型拟合和验证,使用决定系数、均方根误差、总相对误差和估计精度等8项统计量对结果进行分析。结果表明:两个树种地上部分总生物量,立地分类方法,模型的拟合结果和适用性都最优;马尾松VAR模型较优,而落叶松CAR模型较好;两种加权最小二乘方法,在建模样本和验证样本中表现得不一致。在建模样本中,加权回归2(权重函数1/f0.5)略优于加权回归1(权重函数1/y0.5),但在验证样本中,加权回归1却明显优于加权回归2。而同时满足建模样本拟合结果最优和验证样本检验结果最优的组合中,只有加权回归1。两个树种地上部分各分量生物量,模型拟合结果和适用性,均为干材最优,树叶最差、树枝和树皮居中,样本分类、模型类型和加权最小二乘方法对干材生物量的影响,规律和地上部分总生物量相同;样本分类、模型类型和加权最小二乘方法的最优组合,用验证样本检验的结果,总相对误差树枝不超过±10.0%,树皮不超过±5.0%,树叶马尾松不超过±30.0%,落叶松不超过±20.0%。两个树种地下部分(根)生物量,样本按龄组分类方法,模型拟合结果最优,与材积相容的模型总体上优于与地上部分总生物量相容模型。

关键词：生物量模型立地分级龄组加权最小二乘地上部分生物量地下部分生物量

基于随机森林算法的江西省崇义县主要造林树种适生性研究

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林业资源管理 2022年第2期 117-125页

作者：黄锦程刘洪生宁金魁欧阳勋志臧颢崇义县林业局江西农业大学林学院

以江西省崇义县5种主要造林树种(杉木、马尾松、木荷、苦楝和南酸枣)为研究对象，基于森林经理调查数据，采用随机森林算法构建了5种树种的适生性模型，并对不同立地条件下的造林地进行各树种的适生性预测。模型的输入变量为海拔、坡向... 详细信息

以江西省崇义县5种主要造林树种(杉木、马尾松、木荷、苦楝和南酸枣)为研究对象，基于森林经理调查数据，采用随机森林算法构建了5种树种的适生性模型，并对不同立地条件下的造林地进行各树种的适生性预测。模型的输入变量为海拔、坡向、坡度、坡位、土壤类型、成土母岩、土层厚度、腐殖质层厚度，输出变量为树种生长适宜性。结果显示：1)随机森林算法构建的5种造林树种适生性模型的训练精度分别为88.69%,93.13%,95.54%,93.86%和98.92%,泛化精度分别为72.79%,84.18%,77.99%,81.22%和80.56%,具有较高的预测准确率；2)研究区内，对针叶树种适生性影响较大的立地因子均为腐殖质层厚度、海拔、土层厚度，而对阔叶树种影响较大的立地因子则因树种而异。基于随机森林算法构建的树种适生性模型可以较好地对造林树种的适生性进行判断，从而获得各树种的适生环境，可为适地适树和区域森林质量精准提升提供决策依据。

关键词：随机森林适地适树立地因子适生性

补植木荷对湿地松林林木生长及林分碳密度的影响

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西北林学院学报 2023年第6期38卷 67-73页

作者：周巧晴周美才潘萍宁金魁邬可钰欧阳勋志江西农业大学林学院鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室江西南昌330045 安福县明月山林场江西吉安343200

探究补植木荷对湿地松林林木生长及林分碳密度的影响可为湿地松纯林提高林分稳定性及功能的改造提供参考依据。以江西省吉水县23年生受灾湿地松林为研究对象,于2013年选择立地条件相似且地域相邻地块分别设置补植(补植1年生木荷)和对照... 详细信息

探究补植木荷对湿地松林林木生长及林分碳密度的影响可为湿地松纯林提高林分稳定性及功能的改造提供参考依据。以江西省吉水县23年生受灾湿地松林为研究对象,于2013年选择立地条件相似且地域相邻地块分别设置补植(补植1年生木荷)和对照(纯林)配对固定样地,2013年和2021年对5组配对固定样地进行样地调查与样品测定。采用配对样本T检验,分析湿地松林补植木荷后对林木生长及不同组分碳密度的影响。结果表明,1)补植木荷8 a后,湿地松的平均胸径显著高于对照样地(P<0.05),其平均胸径及平均单株材积的增长量分别比对照样地提高了27.27%和63.92%。2)乔木层、凋落物层、土壤层的碳密度及林分总碳密度分别比对照样地提高了62.01%、108.66%、40.09%和41.31%,而林下植被层碳密度则减少了12.75%,其中凋落物层碳密度和林分总碳密度提高显著(P<0.05)。3)补植样地的乔木层、植被(乔木层+林下植被层+凋落物层)碳密度及林分总碳密度8 a间的增长量均显著高于对照样地(P<0.05)。因此,补植木荷能够有效促进湿地松林林木生长及显著提高林分碳密度。

关键词：湿地松林补植木荷林木生长碳密度

水源涵养林结构调整研究 ——以北京密云水库周边水源涵养林为例

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水源涵养林结构调整研究 ——以北京密云水库周边水源涵养林为例

作者：宁金魁北京林业大学

学位级别：硕士

随着经济的发展，水资源紧张的问题越来越突出，有效的保护水资源是当前重要的生态任务之一。水源涵养林作为一种森林生态系统，在涵养水源方面起着非常重要的作用。然而，当前大多数水源涵养林结构单一，难以起到涵养水源的功能。为此... 详细信息

随着经济的发展，水资源紧张的问题越来越突出，有效的保护水资源是当前重要的生态任务之一。水源涵养林作为一种森林生态系统，在涵养水源方面起着非常重要的作用。然而，当前大多数水源涵养林结构单一，难以起到涵养水源的功能。为此要对水源涵养林进行结构调整，使其有效地达到涵养水源的功能。本文以北京密云水库周边地区水源涵养林为研究对象，从影响水源涵养林功能的主要因素入手，着重讨论了林分结构、土壤结构对涵养水源功能的影响：尝试了用干扰指数来定量描述林分结构，提出了水源涵养林的目标结构;运用层次分析法探讨了各种水源涵养林类型合理的面积比例，提出了调整建议和目标结构。研究结果主要有以下几方面： (1) 乔灌草层次结构良好的多层次林分结构，涵养水源作用最佳;阔叶混交林比针阔混交林的涵养水源功能高;纯林的涵养水源功能明显低于混交林。 (2) 运用改进的邻体干扰模型来研究侧柏林和油松林分结构得到，林分干扰指数与林木的胸径、树高和树冠面积呈负相关关系，而与林木的高径比呈正相关关系;林龄对于干扰指数也有很大的影响，幼龄林林木干扰指数较大，并且干扰指数较适用于幼龄林分。 (3) 通过层次分析法得到，为充分发挥北京密云水库周边地区水源涵养林功能，各种森林植被类型所占的面积比例分别是：杂木林36.69％、栎类林19.65％、针阔混交林13.53％、油松林11.19％、刺槐林9.09％、灌丛5.22％和侧柏林4.63％。

关键词：北京密云水库水源涵养林林分结构土壤渗透邻体干扰指数层次分析法森林结构调整

基于分位数回归模型的阔叶次生林单木胸高断面积生长研究

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中南林业科技大学学报 2023年第12期43卷 24-34页

作者：宁金魁王光玉许诺黄锦程欧阳勋志刘洪生臧颢江西农业大学林学院江西南昌330045 加拿大不列颠哥伦比亚大学林学院加拿大温哥华BC V6T 1Z4 江西省崇义县林业局江西赣州341300

【目的】阔叶次生林是一种复杂的异龄复层林,林木的胸高断面积生长量决定了林分的林分质量和碳汇能力。本研究旨在探讨阔叶复层次生林胸高断面积年均生长量(BAI)受个体大小、试验林、林层等因素的影响。【方法】以赣南地区3个林分结构... 详细信息

【目的】阔叶次生林是一种复杂的异龄复层林,林木的胸高断面积生长量决定了林分的林分质量和碳汇能力。本研究旨在探讨阔叶复层次生林胸高断面积年均生长量(BAI)受个体大小、试验林、林层等因素的影响。【方法】以赣南地区3个林分结构各异的阔叶次生林试验林为研究对象,根据树高及树种组成的差异,分别将3个试验林划分3个林层和6种经营类型,采用分位数回归模型,设19个分位数(τ∈{0.05,0.10,0.15,…,0.90,0.95}),建立了胸高断面积年均生长量与胸径(DBH_2021)、高径比(H_D_ratio)、林层、试验林类型、经营类型等之间的非线性回归关系,并采用了AIC、Rτ2、MAD、MD等指标评价各分位数回归模型。【结果】1)3个试验林之间的BAI差异显著,但同一试验林内作业样地和对照样地的BAI差异在统计上表现不显著;2)AIC值最低时的分位数回归模型为log(BAI)τ~log(DBH_2021)+DBH_2021+H_D_ratio,分位数τ=0.45时,BAI的分位数模型最优,此时BAI的最佳分位数回归模型的拟合系数Rτ2为0.5353,考虑林层、试验林类型、经营类型时,拟合系数又分别提高了10%,分别为0.6383(考虑林层、试验林类型)、0.6389(考虑林层、经营类型);3)log(DBH_2021)、H_D_ratio、林层、发育阶段、经营类型对BAI的影响都是正效应。【结论】基于胸径、高径比、林层、试验林类型、经营类型构建的单木胸高断面积生长分位数模型可为阔叶次生林的提质增效技术提供量化依据。

关键词：分位数回归模型胸高断面积生长量阔叶次生林林层个体大小经营类型

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干扰指数在密云县侧柏水源涵养林中的应用

北京林业大学学报 2003年第6期25卷 15-19页

作者：宁金魁郑小贤高甲荣徐军亮北京林业大学资源与环境学院北京林业大学水土保持学院

该文在前人工作基础上提出一种改进的邻体干扰模型 ,并利用 2 0 0 2年在北京市密云县半城子侧柏人工水源涵养林样地中基株和邻体的实际调查数据 ,讨论干扰指数与侧柏的胸径、树高、生境利用率、高径比的关系 .结果表明 ,干扰指数与林木... 详细信息

该文在前人工作基础上提出一种改进的邻体干扰模型 ,并利用 2 0 0 2年在北京市密云县半城子侧柏人工水源涵养林样地中基株和邻体的实际调查数据 ,讨论干扰指数与侧柏的胸径、树高、生境利用率、高径比的关系 .结果表明 ,干扰指数与林木的胸径、树高、生境利用率呈负相关关系 ,而与高径比呈正相关关系 .密度大的林分 ,干扰指数随因子变化而急剧变化 ,其中大径木的干扰指数小 ,小径木的干扰指数大 ,呈两极分化 ;而密度较小的林分 ,干扰指数减小幅度小 .该研究的结果可用来指导森林的经营活动 ,为合理经营提供依据 .

关键词：邻体干扰模型干扰指数侧柏人工林水源涵养林种内竞争