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基于GA-BP神经网络的灌木生物量估测模型

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2015年第12期43卷 58-64页

作者：曹姗姗孙伟刘鹏举唐小明中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 新疆农业大学计算机与信息工程学院新疆乌鲁木齐830052

【目的】应用以遗传算法优化的BP(GA-BP)神经网络构建灌木生物量估测模型,以有效避免回归分析建模中自变量及模型形式选择的复杂问题。【方法】以灌木林地的荆条为试验对象,应用遗传算法优化BP神经网络的结构、初始权值和阈值,通过BP神... 详细信息

【目的】应用以遗传算法优化的BP(GA-BP)神经网络构建灌木生物量估测模型,以有效避免回归分析建模中自变量及模型形式选择的复杂问题。【方法】以灌木林地的荆条为试验对象,应用遗传算法优化BP神经网络的结构、初始权值和阈值,通过BP神经网络训练构建荆条最优地上生物量估测模型,并与传统的应用回归分析方法构建的模型进行对比分析。【结果】仿真结果表明,GA-BP神经网络模型和回归分析模型的模拟精度分别为77.65%和71.79%,估测精度分别为81.46%和75.64%,GA-BP神经网络模型的精度略高于回归分析模型。【结论】应用GA-BP神经网络构建灌木生物量模型是可行的,能够实现灌木生物量的快速估测。

关键词：灌木生物量 BP神经网络遗传算法回归分析

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国内外灌木生物量模型研究综述

世界林业研究 2015年第1期28卷 31-36页

作者：曾伟生国家林业局调查规划设计院北京100714

灌木林是自然界中广泛存在的一种陆地生态系统类型,是森林资源的重要组成部分。文中对国内外灌木生物量模型的研究现状进行了综述,从数据采集、建模方法和模型评价3个方面系统总结了灌木生物量模型研建的技术要点。数据采集主要包括样... 详细信息

灌木林是自然界中广泛存在的一种陆地生态系统类型,是森林资源的重要组成部分。文中对国内外灌木生物量模型的研究现状进行了综述,从数据采集、建模方法和模型评价3个方面系统总结了灌木生物量模型研建的技术要点。数据采集主要包括样本单元数的确定、测定因子的选定和样本数据采集3部分,其中样本数据采集又包括野外鲜质量测定和实验室干质量测定2部分。建模方法的重点是确定灌木生物量模型的结构和选择参数估计方法,而模型评价的核心是选定合适的评价指标。文中从开展国家级森林植被生物量监测的角度提出建立灌木生物量模型的有关建议,即首先要确定合理的建模样本单元数,再选择合适的灌木生物量建模技术方法,还要重视对所建模型的评价,给出模型的预估精度指标。

关键词：灌木生物量相对生长方程建模方法模型评价

天然云冷杉林土壤养分随林分针阔比变化及其对灌木生物量的影响

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西北林学院学报 2016年第5期31卷 8-14,28页

作者：季蕾亢新刚张青郭韦韦北京林业大学林学院北京100083 北京林业大学理学院北京100083

以吉林金沟岭林场天然云冷杉林为研究对象,运用主成分分析、模糊线性隶属度函数法,分析不同土壤养分(pH值、有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K及土壤综合指标值)含量的差异及变动与林分针阔比的关系及其对林下灌木生物量的影... 详细信息

以吉林金沟岭林场天然云冷杉林为研究对象,运用主成分分析、模糊线性隶属度函数法,分析不同土壤养分(pH值、有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K及土壤综合指标值)含量的差异及变动与林分针阔比的关系及其对林下灌木生物量的影响。结果表明,当林分的针阔比为7∶3时,林地土壤pH值、有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K均较高,且此时土壤综合指标值最高,土壤养分最好,林下灌木生物量也处于较好的状态。

关键词：天然云冷杉林灌木生物量土壤养分

林下灌木生物量方程的验证和生物量分布格局研究

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林下灌木生物量方程的验证和生物量分布格局研究

作者：郑海富东北林业大学

学位级别：硕士

林下灌木层是森林层次结构的一部分,是重要的潜在碳汇。通过构建灌木生物量方程估测其生物量,逐渐成为灌木生物量估测的主要方法。验证是构建生物量方程的重要步骤,也是生物量方程应用的基础。选择一定数目的标准木构建东北天然次生林... 详细信息

林下灌木层是森林层次结构的一部分,是重要的潜在碳汇。通过构建灌木生物量方程估测其生物量,逐渐成为灌木生物量估测的主要方法。验证是构建生物量方程的重要步骤,也是生物量方程应用的基础。选择一定数目的标准木构建东北天然次生林林下灌木生物量方程,利用总相对误差和平均相对误差绝对值作为生物量方程筛选和验证的指标,筛选出最佳单树种和混合树种生物量方程。在树种尺度和样方尺度上对灌木生物量方程进行验证,为在树种尺度上构建的灌木生物量方程在多种尺度上的应用提供依据。生物量方程筛选和验证的结果表明：1.利用总相对误差和平均相对误差绝对值筛选的最佳生物量方程以幂函数为主,仅乌苏里绣线菊、东北溲疏和暖木条茄蒾部分器官生物量方程为一元线性回归方程。生物量方程变量的选择与灌木类型有关,乔木型灌木生物量方程主要以D10或者D102H为变量,典型灌木生物量方程主要以CAH或者CA为变量。2.在树种尺度上,对于乔木型灌木,所有的单树种生物量方程的估测效果均优于混合树种生物量方程;对于典型灌木,超过40%的混合树种生物量方程优于单树种生物量方程。所有灌木器官最佳生物量方程在树种尺度上的估测误差均在合理的范围内。3.在样方尺度上,单树种生物量方程和混合树种生物量方程的估测误差明显增大。单树种生物量方程估测误差超出合理范围之外的样方数目较少,平均相对误差绝对值较小,不影响方程的应用;混合树种生物量方程估测误差超出合理范围之外的样方数目较多,平均相对误差绝对值较大,并不适合用于在样方尺度上估测灌木生物量。空间格局是植物群落最显著的特征之一。本文将数字高程模型引入到林下灌木生物量空间分布格局的研究中。结果表明,地形是影响灌木生物量空间分布格局的重要因素,地形的分异引起灌木物种的分布和个体大小的差异,导致灌木生物量空间分布格局的分异。在不同坡位上,下坡位灌木生物量显著高于中上坡位,上坡位略微高于中坡位,上坡位和中坡位差异不大。在不同坡度上,随着坡度的增加,灌木生物量逐渐降低,各种灌木生物量在坡度等级上的空间分布格局差异较大。在不同坡向上,无坡向生物量显著高于其他坡向,半阳坡生物量最小,阳坡、半阳坡和半阴坡生物量差异不大。为消除坡位对不同林型灌木生物量空间分布格局的影响,使之具有横向可比性,本研究将林型按坡位进行划分。在上坡位,不同林型的灌木生物量大小依次为蒙古栎林>山杨林>白桦林>杂木林;在中坡位,各林型的灌木生物量大小依次为杂木林>硬阔林>蒙古栎>山杨林;在下坡位,各林型的灌木生物量大小依次为硬阔林>杂木林>白桦林。不区分坡位时,不同林型灌木生物量(面积加权平均生物量)差异较大,其中硬阔林灌木生物量最大,山杨林灌木生物量最小,白桦林、蒙古栎和杂木林灌木生物量差异不大。平均生物量估测法是估测区域生物量的常用方法,本文根据林下灌木生物量在不同地形因子和林型中的空间分布格局,提出了基于坡位-林型的平均生物量估测方法。平均生物量估测法与基于坡位-林型的平均生物量估测方法相比,白桦林、山杨林和蒙古栎林差异不大,硬阔林低估了10.25%,杂木林高估了22.66%。基于坡位-林型的平均生物量估测方法,充分考虑了地形和林型对灌木生物量空间分布格局的影响,更真实客观地反映同一林型内灌木生物量,为更为准确地估测林下灌木生物量及碳汇量提供一个更为有效的途径。

关键词：灌木生物量生物量方程验证空间分布格局生物量估测

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乌拉特多种优势灌木(半灌木)生物量研究

绿色科技 2021年第6期23卷 138-140页

作者：崔爱露兰登明贾珂慧赵宏胜内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018

对乌拉特灌木优势种进行了统计分析,以为该地区的生态保护后期工作提供数据支持。通过样方调查法对该地区种优势灌木进行了研究,结果表明:乌拉特地区共有野生灌木植物群落50种,隶属于11科,29属;其中优势灌木为20种,对20种优势灌木群落... 详细信息

对乌拉特灌木优势种进行了统计分析,以为该地区的生态保护后期工作提供数据支持。通过样方调查法对该地区种优势灌木进行了研究,结果表明:乌拉特地区共有野生灌木植物群落50种,隶属于11科,29属;其中优势灌木为20种,对20种优势灌木群落的盖度、高度、数量生物量、干鲜比进行了统计分析,从中选取6种典型灌木,得出了灌木地上生物量与土壤含水量、孔隙度有显著性的关系,而与土壤容重之间没有显著性关系。

关键词：乌拉特灌木生物量优势种

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灌木生物量测定的研究进展

林业调查规划 2009年第4期34卷 37-40,45页

作者：卢振龙龚孝生西南林学院资源学院云南昆明650224 临沧南华纸业有限公司云南耿马677500

介绍及比较了当前灌木生物量研究中较为常用的5种方法:样方法、平均木法、相对生长法、数量化法和非破坏性方法,对影响灌木生物量的环境因子和影响灌木生物量测定的测树因子的研究成果进行综述,最后介绍和讨论了灌木生物量预测模型的变... 详细信息

介绍及比较了当前灌木生物量研究中较为常用的5种方法:样方法、平均木法、相对生长法、数量化法和非破坏性方法,对影响灌木生物量的环境因子和影响灌木生物量测定的测树因子的研究成果进行综述,最后介绍和讨论了灌木生物量预测模型的变量选择、精度评价指标和选型等问题.

关键词：灌木生物量测定方法预测模型研究进展

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色季拉山冷杉林下灌丛生物量模型构建与优化

绿色科技 2024年第4期26卷 44-50页

作者：刘昌胜罗大庆西藏农牧学院高原生态研究所/西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站/林芝生态监测站/西藏高原森林生态教育部重点实验室西藏林芝860000

灌木生物量模型因地域、物种等因素影响,存在局限性等问题,以藏东南色季拉山海拔3800 m冷杉林下灌木层的取样分析为基础,以林下灌木生物量模型建立过程中自变量和模型形式对模型拟合效果影响,力求通过优化灌木生物量模型,为冷杉林下灌... 详细信息

灌木生物量模型因地域、物种等因素影响,存在局限性等问题,以藏东南色季拉山海拔3800 m冷杉林下灌木层的取样分析为基础,以林下灌木生物量模型建立过程中自变量和模型形式对模型拟合效果影响,力求通过优化灌木生物量模型,为冷杉林下灌木层生物量模型建立提供理论依据。根据模型自变量相关性分析,结合模型形式,建立并优化了地上、地下和全株三部分生物量模型,根据评价指标结果,模型具有可适用性。结果表明:生物量模型形式有以下两种:M=a+bx+cx^(2)+dx^(3)+ex^(4),模型自变量以D^(2)H、冠幅面积(S)、DH、基径(D)依次排序;M=a+bx+cx,自变量按冠幅面积(S)、DH、基径(D)、D^(2)H依次排序。模型优化后模型R^(2)在70.0%~90.0%,估计值的标准差(SEE)在2 kg以下,平均百分标准误差(MPSE)在26.0%~29.0%,平均预估误差(MPE)低于10%,符合灌木生物量模型的评价标准,达到实际应用的精度和稳定性。

关键词：灌木生物量相容性色季拉山生物量模型

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新疆塔里木河下游灌丛地上生物量及其空间分布

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生态学报 2006年第6期26卷 1818-1824页

作者：袁素芬陈亚宁李卫红刘加珍孟丽红张丽华中国科学院新疆生态与地理研究所

对塔里木河下游断流河道2004年7个地下水监测断面和19个植被样地的实测监测资料分析得出灌木生物量在空间分布的变化特征。在分析中分别选取了3个指标：灌木总生物量、多枝柽柳和刚毛柽柳的生物量。研究发现在纵向和横向上3项指标均呈... 详细信息

对塔里木河下游断流河道2004年7个地下水监测断面和19个植被样地的实测监测资料分析得出灌木生物量在空间分布的变化特征。在分析中分别选取了3个指标：灌木总生物量、多枝柽柳和刚毛柽柳的生物量。研究发现在纵向和横向上3项指标均呈现先增加后减小的单峰形式变化。在纵向上分别对3项指标在距离河道0～200m和200—400m范围内的分布情况进行比较，发现灌木在距离河道200～400m样地内分布占到总量近70％；横向上灌木生物量的最大值出现在距离河道450m的样地内。总体来看，对于两个优势物种，由于两个物种生理生态特性的差异对于异质性环境的适应能力也不同，导致分布状况也各异。多枝柽柳有较广的生态适应性，因此广泛分布于塔里木河下游的各个环境梯度上，而刚毛柽柳对水盐条件的要求较高，仅分布在其中个别断面。影响灌木生物量变化的主要因子是地下水埋深，当地下水埋深小于5m时，柽柳处于良好生长状态；当地下水埋深大于6m后，柽柳的生长受到抑制，开始朝衰败方向发展。浅层土壤含水对于植物吸收利用水分而言意义不大，同时由于优势种柽柳具有独特的抗盐和适盐机制，该区的盐分对柽柳的生长也不构成威胁。本文旨在通过分析塔里木河下游灌木生物量变化特征及其影响因子，为干旱、半干旱地区植被的恢复和保护提供了理论依据。

关键词：新疆塔里木河下游灌木生物量空间分布地下水埋深地下水矿化度

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太行山石灰岩山地水土保持林立地类型的划分

东北林业大学学报 1998年第1期26卷 8-13页

作者：李永生王棣刘劲史敏华张云龙谢英杰山西省林业科学研究所山西省造林局

利用２３６块野外标准地资料，运用数量化理论Ⅰ及广义方差分析方法，确定了土层厚度、海拔、坡向为影响林木生长的主导立地因子。３个主导因子共构成６０个立地类型。参照石灰岩山地油松、侧柏、刺槐等树种立地划分研究结果，将６０个... 详细信息

利用２３６块野外标准地资料，运用数量化理论Ⅰ及广义方差分析方法，确定了土层厚度、海拔、坡向为影响林木生长的主导立地因子。３个主导因子共构成６０个立地类型。参照石灰岩山地油松、侧柏、刺槐等树种立地划分研究结果，将６０个立地类型中的３５个划为适于用材林的立地类型，剩余２５个为水保林的立地类型，利用最优分割法，将２５个水保林立地类型划分为３个立地类型组，并对每个立地类型组的立地特点及生产力做了评价。

关键词：石灰岩山地水土保持林灌木生物量立地类型