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广东省木荷碳密度及其不确定性估计

林业科学 2019年第11期55卷 163-171页

作者：何潇雷渊才薛春泉徐期瑚李海奎曹磊中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 广东省林业调查规划院广州510520

【目的】基于实测的广东省木荷地上和地下生物量数据及加权平均含碳率,建立单木地上、地下生物量模型,获得区域尺度木荷碳密度及其估计误差,为其他树种的区域尺度碳汇估计提供参考。【方法】参考广东省木荷分布数据,选择并伐倒90株木荷... 详细信息

【目的】基于实测的广东省木荷地上和地下生物量数据及加权平均含碳率,建立单木地上、地下生物量模型,获得区域尺度木荷碳密度及其估计误差,为其他树种的区域尺度碳汇估计提供参考。【方法】参考广东省木荷分布数据,选择并伐倒90株木荷测定地上部分的含碳率和生物量,并从中抽取40株木荷测定地下部分的含碳率和生物量。分地上、地下部分构建生物量随胸径变化的异速模型,利用非线性回归拟合模型参数。基于广东省第八次森林资源连续清查数据,使用Monte Carlo模拟法分地上、地下部分估计区域尺度上木荷的碳密度。采用决定系数、均方根误差和平均预估误差评价单木生物量模型拟合效果,通过均方根误差和相对均方根误差度量区域碳密度估测的不确定性。【结果】广东省木荷地上部分含碳率为0.5549,地下部分含碳率为0.5487;建立的单木地上和地下生物量模型的决定系数分别为0.9098和0.7931,表明木荷单木生物量模型具有良好的拟合优度和预估精度;广东省第八次森林资源清查时的木荷地上碳密度为5.80±0.44 t·hm^-2,不确定性占比7.62%,地下碳密度为1.73±0.17 t·hm^-2,不确定性占比9.76%,总碳密度为7.53±0.54 t·hm^-2,不确定性占比7.23%。【结论】广东省木荷地上和地下部分含碳率均大于南方地区的平均水平,有明显的地域特征。使用Monte Carlo方法可得到稳定可靠的区域尺度的碳密度,并可量化广东省木荷碳密度估计的不确定性。

关键词：含碳率生物量模型碳密度不确定性量化 Monte Carlo模拟

基于异速生长和理论生长方程的广东省木荷生物量动态预测

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林业科学 2019年第7期55卷 86-94页

作者：薛春泉徐期瑚林丽平何潇曹磊李海奎广东省林业调查规划院广州510520 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

【目的】将异速生长方程与理论生长方程相结合,预测广东省木荷生物量动态,为广东省木荷林碳汇计量提供模型和方法,为其他树种碳汇计量提供可借鉴的方法学支持。【方法】基于实测样木生物量调查数据,包括40株树干解析资料,构建由胸径和... 详细信息

【目的】将异速生长方程与理论生长方程相结合,预测广东省木荷生物量动态,为广东省木荷林碳汇计量提供模型和方法,为其他树种碳汇计量提供可借鉴的方法学支持。【方法】基于实测样木生物量调查数据,包括40株树干解析资料,构建由胸径和年龄的理论生长方程以及地上生物量和胸径的异速生长方程组成的模型系,利用非线性度量误差联立方程组,在胸径生长速度分级情况下拟合模型参数;基于3期森林资源连续清查固定样地样木数据,对广东省木荷生物量动态进行预测。采用决定系数( R 2)和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果,通过生物量存量估计误差和增量估计误差判断模型预测效果。【结果】在胸径生长速度分级情况下,理论生长方程中年龄对胸径的解释率达0.95以上,比不分级提高0.166 3,均方根误差下降到1.97 cm,降低2.16 cm以上,预测胸径对地上生物量的解释率提高到近0.82;接近独立异速生物量模型中实测胸径对地上生物量的解释率达0.88以上,比不分级提高近0.30,均方根误差下降到51 kg左右,下降30 kg以上。在胸径生长速度不分级情况下,各期生物量存量估计误差变动幅度在-46.31%~77.45%之间,而分级情况下下降到-16.13%~7.06%;在尺度上,分级与不分级均呈相同规律,即单木误差小于林分误差、林分误差小于区域误差。不分级时,单木水平和区域尺度间的误差不大于10%,而分级时小于8%。不同间隔期生物量增量估计误差,不分级时估计值普遍偏大,在32.57%~115.45%之间,而分级时下降到-6.57%~15.77%之间,在单木尺度上不超过±10%;随着尺度增大,增量估计误差不断增加,不分级时单木水平和区域尺度间的误差介于10%~15%之间,分级时稳定在8%左右。【结论】对于理论生长方程和异速生长方程组成的模型系,分级可极大提高模型精度,减小预测估计误差;生长速度不分级时,仅利用胸径或年龄数据,分级时,则可利用2期胸径数据或1期胸径和年龄数据,就可预测未来生物量动态,简单方便,在森林资源连续清查和碳汇造林的碳汇量计量中具有极大应用价值,区域尺度上的估计误差也可基本满足精度要求。

关键词：异速生长方程理论生长方程木荷生物量广东省动态预测

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梅州市现代林业建设规划

广东林业科技 2008年第2期24卷 98-103页

作者：徐期瑚广东省林业调查规划院广州510520

《梅州市现代林业建设规划》是广东省第一个现代林业规划。文章通过对梅州市林业现状的分析,将梅州市现代林业建设划分为三大体系、七大工程、二十五个项目;根据"山"、"城"、"路"、"田"的生态架构,提出了"一城三区六星十带多点"的现代... 详细信息

《梅州市现代林业建设规划》是广东省第一个现代林业规划。文章通过对梅州市林业现状的分析,将梅州市现代林业建设划分为三大体系、七大工程、二十五个项目;根据"山"、"城"、"路"、"田"的生态架构,提出了"一城三区六星十带多点"的现代林业格局,并结合梅州市的实际提出了发展目标。

关键词：梅州现代林业规划

广东主要乡土阔叶树种含年龄和胸径的单木生物量模型

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林业科学 2019年第2期55卷 97-108页

作者：薛春泉徐期瑚林丽平何潇罗勇赵菡曹磊雷渊才广东省林业调查规划院广州510520 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

【目的】建立樟树、木荷和枫香3个树种以胸径、年龄为自变量的单木地上生物量模型,为精准估计森林生物量和碳储量变化规律提供理论、实践支撑和技术支持。【方法】基于每个树种按10个径阶均匀分配的90株伐倒木数据(3个树种共270株伐倒... 详细信息

【目的】建立樟树、木荷和枫香3个树种以胸径、年龄为自变量的单木地上生物量模型,为精准估计森林生物量和碳储量变化规律提供理论、实践支撑和技术支持。【方法】基于每个树种按10个径阶均匀分配的90株伐倒木数据(3个树种共270株伐倒木),使用破坏性试验和树干解析分别获取生物量和年龄,采用哑变量方法区分起源,分别建立和比较3个树种不同起源(天然林和人工林)含胸径、年龄和2种常用的含胸径、树高单木地上生物量模型,并通过联立方程组总量控制法解决地上部分各组分(干材、树皮、树枝、树叶)的模型相容性问题。【结果】3个树种3个地上生物量模型修正的确定系数(R■)在0.89～0.94之间,使用含胸径、年龄的生物量模型(1)估计地上生物量是可行的,模型具有良好的估计效果且方便使用。增加哑变量后,3个树种3个地上生物量模型的R■均达0.90以上,模型(4)可以进一步提高模型精度,细化模型应用条件;基于B-D-T的相容性生物量模型系统(7)3个树种树干生物量模型的R■在0.90～0.95之间,树皮生物量模型的R■在0.84～0.94之间,树枝生物量模型的R■在0.73～0.91之间,树叶生物量模型的R■在0.63～0.75之间;构建含有哑变量的B-D-T相容性生物量模型系统(8),树干生物量模型的R■在0.88～0.97之间,树皮生物量模型的R■在0.82～0.93之间,树枝生物量模型的R■在0.84～0.90之间,树叶生物量模型的R■在0.62～0.69之间,表明含胸径、年龄的生物量模型比含胸径、树高的生物量模型效果更好,满足估计需求。【结论】含胸径、年龄的单木地上生物量模型(1)和分起源的单木地上生物量哑变量模型(4)拟合精度均高于2种常用的含胸径、树高的单木地上生物量模型(2)和(3)以及分起源的单木地上生物量模型(5)和(6),含哑变量的非线性联立方程组(8)比B-D-T模型系统(7)精度更高,同时含胸径、年龄的哑变量非线性联立方程组(8)精度指标也优于含胸径、树高的哑变量联立方程组(9)和(10),联立方程组(8)不仅可保证不同起源各分量生物量之间的相容性,还能得到更优化的参数估计。含胸径、年龄的单木生物量模型(1)和考虑起源的地上生物量模型(4)、模型系统(7)中的含胸径、年龄的地上各组分生物量相容性方程组以及考虑起源的地上各组分生物量相容性方程组(8)比2种常用的含胸径、树高的地上生物量模型拟合精度高,实践中更适用于人工阔叶林和碳汇造林项目的碳汇计量、监测和评估。

关键词：立木年龄生物量模型哑变量联立方程组相容性起源

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现代林业评价指标体系研究初探

湖北林业科技 2009年第2期38卷 43-47页

作者：徐期瑚广东省林业调查规划院广州510520

笔者从现代林业的建设内容与目标出发,以现代林业的生态、产业和文化三大体系为基础,构建了以林业生态体系、林业产业体系、生态文化体系为Ⅰ级指标,资源状况、生态状况、经济效益、产业管理、生态文化意识、生态文化建设为Ⅱ级指标,包... 详细信息

笔者从现代林业的建设内容与目标出发,以现代林业的生态、产业和文化三大体系为基础,构建了以林业生态体系、林业产业体系、生态文化体系为Ⅰ级指标,资源状况、生态状况、经济效益、产业管理、生态文化意识、生态文化建设为Ⅱ级指标,包含37个Ⅲ级评价指标的现代林业评价指标体系,为科学地评价和衡量区域现代林业发展水平提供了依据。

关键词：现代林业评价指标体系

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广东主要乡土阔叶树种单木生物量生长模型

华南农业大学学报 2019年第2期40卷 65-75页

作者：薛春泉徐期瑚林丽平罗勇赵菡雷渊才广东省林业调查规划院广东广州510520 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

【目的】选择广东主要乡土阔叶树种樟树Cinnamomum camphora、木荷Schima superba和枫香Liquidambarformosana为研究对象,建立3个树种的单木生物量生长模型,快速精确计量和监测森林碳汇造林项目的碳储量变化。【方法】每个树种按10个径... 详细信息

【目的】选择广东主要乡土阔叶树种樟树Cinnamomum camphora、木荷Schima superba和枫香Liquidambarformosana为研究对象,建立3个树种的单木生物量生长模型,快速精确计量和监测森林碳汇造林项目的碳储量变化。【方法】每个树种按10个径阶均匀分配伐倒90株样木(共270株),以样木的生物量数据为单木生物量,以立木年龄为自变量,分别建立不同起源(天然林和人工林) 3个树种的地上和地下4种方程生物量生长模型,并选择最优模型通过联立方程组总量控制法解决地上各组分(干材、树皮、树枝、树叶)的生长模型相容性问题。【结果】天然林和人工林起源条件下,相同树种在同一生物量生长模型形式下生物量增长的上限值和最大增速年龄均有差异。各方程在相同起源和树种条件下所得的生物量上限和拐点年龄差异明显。估计地上生物量时,各树种最优方程形式不同。选择Logistic方程对3个树种地上各组分生物量联立方程组建立相容性生长模型,3个树种干材生物量方程的R_(adj)~2为0.560～0.768,平均预估误差(MPE)为3.05%～6.73%;树皮生物量方程的R_(adj)~2为0.552～0.866,MPE为2.02%～6.27%;树枝生物量方程的R_(adj)~2为0.309～0.706,MPE为3.01%～14.33%;树叶生物量方程的R_(adj)~2为0.495～0.767,MPE为4.16%～7.14%。【结论】比较4种模型的参数及评价指标可知,地上生物量生长最优模型为Logistic方程,地下生物量生长最优模型为Schumacher方程。地上各组分生物量在立木生长的周期中占地上总生物量的比例随着年龄的增长而不断变化。选择Logistic方程对3个树种地上各组分生物量联立方程组建立相容性生长模型,干材和树皮的生物量方程拟合效果相对于树枝和树叶更好。该模型主要适用于在已知年龄的人工碳汇造林的生物量估计;结合含碳系数,可预估未来一定时期内的碳储量及碳汇量。

关键词：立木年龄生物量生长模型联立方程组乡土阔叶树种起源人工林天然林

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广东省樟树立木生长规律和生长模型研究

中南林业科技大学学报 2018年第6期38卷 23-29页

作者：林丽平徐期瑚罗勇雷渊才广东省林业调查规划院广东广州510520 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

基于广东省90株樟树伐倒木(其中40株樟树解析木数据),按不同径阶随机抽取60株样木进行建模,其余30株作为验证数据,对广东主要碳汇造林树种樟树的生长过程及规律进行研究。结果表明:(1)44 a樟树(去皮)直径可达30.86 cm,树高可达14~15 m,... 详细信息

基于广东省90株樟树伐倒木(其中40株樟树解析木数据),按不同径阶随机抽取60株样木进行建模,其余30株作为验证数据,对广东主要碳汇造林树种樟树的生长过程及规律进行研究。结果表明:(1)44 a樟树(去皮)直径可达30.86 cm,树高可达14~15 m,材积可达0.43 m3。(2)解析木在整个生长期内的生长过程符合树木生长的一般规律,即直径平均生长量的最大值比连年生长量的最大值出现的晚;树高在整个生长期连年生长量与平均生长量多次相交,呈多峰状;材积平均生长量和连年生长量均随年龄的增加而增加,与直径和树高的生长高峰期出现的规律不一致。(3)拟合出樟树胸径、树高和材积的最优生长模型分别为Mitscheerlich、Schumacher和Gompertz模型,其表达式依次为:Y=45.91(1-1.03e^(-0.03T));Y=15.81 T22.6e^((-6.22)/T)和Y=1.86e~((-4.60e^(-0.03T))),表明樟树胸径、树高、材积的自然生长极值分别为45.91 cm、15.81 m、1.86 m^3。(4)通过对60株樟树的胸径、树高和材积最优模型进行验证,得出胸径、树高和材积的理论值与实际值拟合结果非常显著(p<0.01),胸径的R^2值为0.73,树高的R2值为0.74,材积的R2值为0.77。

关键词：树干解析生长规律生长模型樟树

广东省3个乡土树种树干密度和木材密度影响因子分析

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北京林业大学学报 2019年第6期41卷 44-54页

作者：徐胜林何潇曹磊李海奎徐期瑚刘晓彤中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 广东省林业调查规划院广东广州510520

【目的】分析不同因子对树干密度和木材密度的影响,为林木选育、碳汇计量提供数据支撑。【方法】基于广东省樟树、木荷、枫香3个乡土阔叶树种树干密度和木材密度的实测数据,利用含协变量和无交互作用的多因子方差分析法,从5大类30个因子... 详细信息

【目的】分析不同因子对树干密度和木材密度的影响,为林木选育、碳汇计量提供数据支撑。【方法】基于广东省樟树、木荷、枫香3个乡土阔叶树种树干密度和木材密度的实测数据,利用含协变量和无交互作用的多因子方差分析法,从5大类30个因子(11个定性因子、19个定量因子)中,筛选出与树干密度和木材密度相关的因子,进而用增强回归树(BRT)来分析不同因子对3个树种树干密度和木材密度影响程度的大小。【结果】(1)植被类型、枝下高、胸径、植被总覆盖度、冠幅东西向宽度是影响樟树树干密度的主要因子,地市、植被类型是影响木荷树干密度的主要因子,坡向、海拔、平均高度为影响枫香树干密度的主要因子;3个树种树干密度的主要影响因子不同,无共同主要影响因子。(2)影响樟树木材密度的主要因子有枝下高、植被类型、海拔、植被总覆盖度、平均高度、灌木盖度、年龄、胸径、林种、土层厚度,影响木荷木材密度的主要因子有年龄、草本盖度、枝下高、平均胸径、土层厚度、植被类型,影响枫香木材密度的主要因子为坡向、海拔、平均高度、枝下高;3个树种木材密度具有共同主要影响因子枝下高,其相对贡献率相近,均在10%左右。(3)林分因子和单木因子同为影响樟树树干密度和木材密度的主导因子,其相对贡献率之和分别为87.04%和76.92%。林分因子、单木因子和地域因子是影响木荷树干密度的主导因子,其相对贡献率之和为79.96%;影响木荷木材密度的主导因子为林分因子、单木因子和土壤因子,其相对贡献率之和为83.04%。地形因子、林分因子和单木因子同是影响枫香树干密度和木材密度的主导因子,其相对贡献率之和分别为83.98%和92.70%。【结论】本文通过多因子方差分析和增强回归树对不同因子进行分析,得出林分因子和单木因子同是影响樟树、木荷、枫香树干密度和木材密度的主导因子。

关键词：树干密度木材密度乡土树种影响因子增强回归树(BRT)

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广东樟树各器官含碳率及碳储量

浙江农林大学学报 2019年第1期36卷 70-79页

作者：徐期瑚林丽平薛春泉罗勇雷渊才广东省林业调查规划院广东广州510520 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

以2012年广东省森林资源连续清查资源数据中樟树Cinnamomum camphora的分布为基础,按2, 4, 6, 8,12, 16, 20, 26, 32和38 cm共10个径阶伐倒90株樟树样木,获取树干、树皮、树叶、树枝、树根各器官生物量及含碳率数据,采用加权平均和总碳... 详细信息

以2012年广东省森林资源连续清查资源数据中樟树Cinnamomum camphora的分布为基础,按2, 4, 6, 8,12, 16, 20, 26, 32和38 cm共10个径阶伐倒90株樟树样木,获取树干、树皮、树叶、树枝、树根各器官生物量及含碳率数据,采用加权平均和总碳储量计算方法,计算了90株单木的碳储量。结果表明:广东樟树平均含碳率为0.509 6;树皮含碳率显著低于其他各器官(P期稳定、后期下降,树叶、树根碳储量比例变化不大,树枝碳储量比例初期稳定、后期增加。拟合出樟树年龄(A),胸径(D)和D2H(H为树高)的最优碳储量(Ct)模型依次为Ct=0.019 4A2.652 0, Ct=0.011 8D2.937 6, Ct=0.001 6(D2H)1.268 6, R2值依次为0.602 9, 0.943 2,0.910 5;经交叉检验,模型拟合效果显著(P<0.01)。以胸径和D2H为变量的樟树碳储量模型拟合效果优于以年龄为变量的模型,模型应用中应优先选择胸径和D2H为变量的模型进行碳储量估算,当胸径和D2H不易测量且年龄易知时,方可使用年龄为变量的碳储量模型进行估算。

关键词：森林生态学含碳率碳储量樟树广东省