河北省主要树种单木和林分生长率模型研建

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.01.005

摘要/Abstract

摘要：

利用第六次至第九次全国森林资源清查河北省2001,2006,2011,2016年4个年度的固定样地调查数据,采用非线性回归估计方法,建立了18个树种组的单木胸径生长率和材积生长率模型,以及12个树种组的林分材积生长率模型。结果表明,单木生长率模型的平均预估误差(MPE)基本都在3%以内,而平均百分标准误差(MPSE)、胸径生长率模型大都在10%以内,材积生长率模型大都在20%左右;林分生长率模型的平均预估误差(MPE)基本都在5%以内,平均百分标准误差(MPSE)大都在25%以内。所建模型可为河北省开展森林资源年度更新提供技术支撑。

关键词: 胸径生长率, 材积生长率, 单木模型, 林分模型, 河北

Abstract:

Based on the data of permanent plots measured in 2001,2006,2011,2016 in Hebei province from the 6 ^th to 9 ^th national forest inventories of China,tree-level dbh(diameter at breast height)growth rate and volume growth rate models for 18 tree species and stand-level volume growth rate models for 12 tree species group were developed using nonlinear regression method.The results show that the MPEs(mean prediction errors)of the tree-level models are almost less than 3%,and the MPSEs(mean percent standard errors)are almost less than 10% for dbh growth rate models and less than 20% for volume growth rate models.For stand-level volume growth rate models,the MPEs are almost less than 5%,and the MPSEs are almost less than 25%.The models developed in this study can provide technical basis for implementing annual updating of forest resource data in Hebei province.

Key words: growth rate of diameter, growth rate of volume, tree-level model, stand-level model, Hebei

中图分类号:

S758

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图/表 5

表1

表2

表3

单木生长率模型拟合结果及评价指标

树种组	生长率	模型	参数估计值						评价指标
树种组	生长率	模型	a		b		c		R²		SEE		TRE/%		ASE/%		MPE/%		MPSE/%
云杉 Picea spp.	胸径	(1)	14.03		-0.6438		—		0.9473		1.67		0.60		0.41		1.48		8.91
	胸径	(2)	62.04		-0.5165		-0.4821		0.9509		1.61		0.28		0.02		1.43		8.16
	材积	(1)	60.93		-0.9165		—		0.9335		0.0237		1.64		3.08		3.43		22.60
	材积	(2)	305.2		-0.8297		-0.4909		0.9347		0.0236		1.32		1.67		3.41		20.72
落叶松 Larix spp.	胸径	(1)	22.32		-0.7826		—		0.9343		1.28		-0.45		-0.35		0.15		9.07
	胸径	(2)	44.56		-0.5958		-0.3580		0.9426		1.20		-0.80		-0.88		0.14		8.45
	材积	(1)	80.29		-0.9191		—		0.9607		0.0162		-1.41		-0.07		0.32		23.38
	材积	(2)	80.29		-0.9191		-0.0000		0.9607		0.0162		-1.41		-0.07		0.32		23.38
樟子松 Pinus sylvestris var. mongolica	胸径	(1)	27.47		-0.7724		—		0.9433		1.29		0.36		0.51		0.73		7.84
	胸径	(2)	1450		-0.3361		-1.5438		0.9581		1.11		-0.62		-0.71		0.63		6.47
	材积	(1)	54.70		-0.6031		—		0.9012		0.0276		1.23		0.32		2.30		19.06
	材积	(2)	150.9		-0.4904		-0.3946		0.8967		0.0282		1.04		-0.22		2.35		18.93
油松 Pinus tabulaeformis	胸径	(1)	14.79		-0.7319		—		0.9532		1.03		-0.16		-0.18		0.10		7.50
	胸径	(2)	31.75		-0.6425		-0.2783		0.9561		1.00		-0.44		-0.54		0.10		7.25
	材积	(1)	87.58		-1.0583		—		0.9665		0.0134		-0.61		-0.57		0.23		20.62
	材积	(2)	189.6		-0.9668		-0.2821		0.9682		0.0131		-1.23		-1.74		0.22		19.76
柏木 Cupressus spp.	胸径	(1)	10.94		-0.6974		—		0.9547		0.65		-0.25		-0.31		0.30		5.09
	胸径	(2)	31.46		-0.5970		-0.3418		0.9442		0.72		-0.85		-0.93		0.33		5.09
	材积	(1)	63.89		-1.1008		—		0.9559		0.0056		-0.28		-0.84		0.74		13.81
	材积	(2)	63.89		-1.1008		-0.0000		0.9559		0.0056		-0.28		-0.84		0.74		13.81
栎类 Quercus spp.	胸径	(1)	20.90		-0.8820		—		0.9562		0.97		-0.18		-0.03		0.09		7.36
	胸径	(2)	52.63		-0.5826		-0.4778		0.9554		0.98		-1.00		-0.96		0.09		7.03
	材积	(1)	89.58		-1.1205		—		0.9699		0.0089		-0.51		-0.12		0.20		18.26
	材积	(2)	251.5		-0.7939		-0.5254		0.9649		0.0096		-2.72		-3.09		0.22		17.46
白桦 Betula platyphylla	胸径	(1)	17.78		-0.8124		—		0.9565		1.09		-0.03		-0.06		0.12		7.80
	胸径	(2)	17.78		-0.8124		-0.0000		0.9565		1.09		-0.03		-0.06		0.12		7.80
	材积	(1)	88.40		-1.0920		—		0.9679		0.0138		0.30		0.14		0.26		20.33
	材积	(2)	88.40		-1.0920		-0.0000		0.9679		0.0138		0.30		0.14		0.26		20.33
枫桦 Betula costata	胸径	(1)	14.25		-0.7747		—		0.9618		0.95		-0.09		-0.08		0.19		6.89
	胸径	(2)	14.25		-0.7747		-0.0000		0.9618		0.95		-0.09		-0.08		0.19		6.89
	材积	(1)	68.30		-1.0430		—		0.9692		0.0120		0.11		0.16		0.44		18.11
	材积	(2)	68.30		-1.0430		-0.0000		0.9692		0.0120		0.11		0.16		0.44		18.11
胡桃楸 Juglans mandshurica	胸径	(1)	26.36		-0.7149		—		0.9235		1.66		0.21		0.19		0.76		11.13
	胸径	(2)	48.71		-0.6349		-0.2559		0.9236		1.66		-0.88		-1.09		0.76		11.10
	材积	(1)	145.2		-1.0443		—		0.9483		0.0181		0.54		1.86		1.58		27.32
	材积	(2)	269.2		-0.9863		-0.2412		0.9494		0.0180		-1.01		-1.26		1.56		26.79
榆树 Ulmus spp.	胸径	(1)	7.372		-0.4449		—		0.9330		1.27		-0.11		-0.09		0.34		7.93
	胸径	(2)	17.81		-0.4805		-0.2250		0.9416		1.19		-0.48		-0.65		0.31		7.48
	材积	(1)	26.36		-0.5714		—		0.9448		0.0189		0.01		-0.18		0.96		21.79
	材积	(2)	56.25		-0.5814		-0.2079		0.9504		0.0179		-0.63		-1.73		0.91		20.16
刺槐 Robinia pseudoacacia	胸径	(1)	22.84		-0.7869		—		0.9113		1.30		-0.11		-0.07		0.43		9.71
	胸径	(2)	38.33		-0.6758		-0.2667		0.9189		1.24		-0.92		-1.12		0.41		9.36
	材积	(1)	71.78		-0.8703		—		0.9480		0.0158		-0.03		-0.09		1.08		24.91
	材积	(2)	121.3		-0.7625		-0.2660		0.9522		0.0152		-1.50		-3.15		1.04		23.64
其他硬阔 Other hardwood broadleaved	胸径	(1)	12.10	-0.7058		—		0.9374		0.98		0.04		0.09		0.20		7.96
	胸径	(2)	29.60	-0.6539		-0.2863		0.9409		0.95		-0.81		-0.89		0.20		7.79
	材积	(1)	72.18	-1.0685		—		0.9600		0.0088		0.23		0.24		0.54		22.04
	材积	(2)	148.7	-0.8837		-0.3298		0.9624		0.0085		-1.09		-0.66		0.52		21.09
椴树 Tilia tuan	胸径	(1)	8.776	-0.5656		—		0.9281		0.97		-0.03		0.04		0.30		8.03
	胸径	(2)	35.95	-0.4600		-0.4707		0.9321		0.95		-1.41		-1.50		0.29		7.67
	材积	(1)	57.98	-0.9736		—		0.9384		0.0088		0.22		0.26		0.79		21.98
	材积	(2)	242.9	-0.8547		-0.4852		0.9417		0.0086		-2.99		-4.20		0.77		20.62
杨树 Populus spp.	胸径	(1)	86.30	-1.0889		—		0.6919		3.54		-0.90		-0.91		0.41		19.62
	胸径	(2)	116.1	-0.8690		-0.3050		0.7701		3.06		-5.71		-6.72		0.36		16.08
	材积	(1)	396.1	-1.2837		—		0.7745		0.0676		-0.90		-1.91		1.00		50.51
	材积	(2)	552.1	-1.0419		-0.3331		0.8010		0.0635		-14.74		-21.49		0.94		39.90
山杨 Populus davidiana	胸径	(1)	19.48	-0.8016		—		0.9428		1.14		-0.25		-0.37		0.37		8.51
	胸径	(2)	43.36	-0.6220		-0.3590		0.9463		1.10		-0.88		-1.13		0.36		8.09
	材积	(1)	87.99	-1.008		—		0.9690		0.0184		0.35		-0.65		0.94		23.85
	材积	(2)	176.2	-0.8450		-0.3112		0.9714		0.0177		-0.68		-2.60		0.90		22.62
柳树 Salix spp.	胸径	(1)	33.54	-0.8529		—		0.8951		2.70		0.56		0.72		1.45		16.66
	胸径	(2)	89.42	-0.9210		-0.2803		0.9191		2.37		-2.03		-3.45		1.28		14.15
	材积	(1)	129.1	-1.0106		—		0.9382		0.0409		2.20		5.90		2.85		45.31
	材积	(2)	389.6	-1.1119		-0.2961		0.9468		0.0380		-1.86		-9.26		2.65		34.20
白蜡树 Fraxinus chinensis	胸径	(1)	7.160	-0.5251		—		0.9447		0.62		0.10		0.25		0.74		5.88
	胸径	(2)	7.160	-0.5251		-0.0000		0.9447		0.62		0.10		0.25		0.74		5.88
	材积	(1)	48.62	-0.9658		—		0.9582		0.0044		0.08		0.31		2.02		16.47
	材积	(2)	48.62	-0.9658		-0.0000		0.9582		0.0044		0.08		0.31		2.02		16.47
其他软阔 Other softwood broadleaved	胸径	(1)	11.40	-0.6080		—		0.9292		1.19		-0.08		-0.14		0.26		7.92
	胸径	(2)	23.22	-0.5075		-0.2832		0.9359		1.13		-0.63		-0.80		0.25		7.75
	材积	(1)	47.09	-0.7795		—		0.9462		0.0190		0.28		0.01		0.79		22.06
	材积	(2)	95.67	-0.6781		-0.2831		0.9516		0.0180		-0.82		-2.01		0.75		21.37

表3

表4

表5

林分材积生长率模型拟合结果及评价指标

树种组	模型	参数估计值			评价指标
树种组	模型	a	b	c	R²	SEE	TRE/%	ASE/%	MPE/%	MPSE/%
油松	(3)	125.18	-1.2523	—	0.9626	0.53	-1.72	3.37	1.17	13.47
Pinus tabulaeformis	(4)	251.10	-0.7663	-0.5334	0.9677	0.49	-1.44	3.25	1.09	12.44
落叶松	(3)	139.34	-1.2000	—	0.9578	0.79	-0.87	11.62	1.80	24.19
Larix spp.	(4)	336.75	-0.6595	-0.6929	0.9686	0.68	-0.09	9.22	1.55	19.93
柏木	(3)	545.99	-2.0714	—	0.9708	0.28	-3.13	8.33	5.23	20.95
Cupressus spp.	(4)	892.45	-1.3937	-0.5399	0.9716	0.28	-3.83	6.49	5.22	18.54
栎类	(3)	198.20	-1.4699	—	0.9643	0.41	-2.23	6.91	1.11	18.35
Quercus spp.	(4)	212.68	-0.8243	-0.4798	0.9752	0.34	-0.90	6.43	0.92	16.44
桦木	(3)	216.26	-1.5072	—	0.9499	0.52	-1.49	3.63	1.07	13.03
Betula spp.	(4)	325.79	-0.7936	-0.6306	0.9671	0.42	-0.65	2.63	0.87	10.24
刺槐	(3)	92.27	-1.0240	—	0.8801	0.50	-1.54	10.98	5.28	23.84
Robinia pseudoacacia	(4)	109.31	-0.6121	-0.4039	0.9269	0.39	-0.52	9.55	4.14	20.57
榆树	(3)	38.90	-0.7749	—	0.9195	0.49	-2.56	3.90	3.72	16.80
Ulmus spp.	(4)	86.09	-0.4077	-0.5152	0.9618	0.34	-0.82	2.74	2.58	11.60
其他硬阔	(3)	68.57	-0.9534	—	0.9286	0.49	-4.03	7.41	3.26	23.66
Other hardwood broadleaved	(4)	115.89	-0.5660	-0.4709	0.9484	0.42	-1.62	6.14	2.78	20.49
杨树	(3)	77.09	-0.7889	—	0.6758	1.58	-1.28	15.55	3.37	38.02
Populus spp.	(4)	81.33	-0.4862	-0.3564	0.7338	1.43	-1.13	12.08	3.06	29.26
杨树(山区)	(3)	73.96	-0.8535	—	0.8356	1.16	-2.66	8.47	3.42	28.86
Populus spp.on mountain	(4)	78.40	-0.4528	-0.3753	0.8846	0.97	-3.27	5.80	2.87	22.15
杨树(平原)	(3)	117.51	-0.8511	—	0.3890	1.98	-2.56	17.57	6.14	39.20
Populus spp.on plain	(4)	103.93	-0.6041	-0.3075	0.4220	1.93	-1.22	17.64	6.00	37.57
椴树	(3)	143.71	-1.3582	—	0.9628	0.49	-0.98	3.37	4.45	14.11
Tilia tuan	(4)	190.22	-0.8716	-0.4286	0.9767	0.39	-0.55	2.61	3.56	11.32
其他软阔	(3)	106.14	-1.1232	—	0.9511	0.75	-3.38	8.50	3.02	22.22
Other softwood broadleaved	(4)	118.61	-0.6258	-0.4197	0.9701	0.59	-1.26	6.97	2.37	18.50
混交类	(3)	108.91	-1.1231	—	0.9401	0.61	-2.33	4.13	4.93	14.61
Mixed coniferous and/or broadleaved	(4)	200.77	-0.4960	-0.6380	0.9558	0.53	-0.53	3.37	4.29	11.76

表5

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树种组	样木株数/株	样本单元数/个	胸径上限/cm	年龄上限/a
云杉 Picea spp.	214	130	37.1	61
落叶松 Larix spp.	16736	277	40.6	60
樟子松 Pinuss ylvestris var.mongolica	515	181	30.6	45
油松Pinus tabulaeformis	28839	307	52.7	150
柏木 Cupressus spp.	1775	134	23.5	93
栎类 Quercus spp.	34068	306	52.4	78
白桦 Betulapla typhylla	20940	299	42.7	78
枫桦 Betula costata	7243	247	37.2	78
胡桃楸 Juglans mandshurica	1018	197	47.0	150
榆树 Ulmus spp.	4380	234	42.3	72
刺槐 Robinia pseudoacacia	2945	201	37.1	52
其他硬阔Other hardwood broadleaved	9465	238	47.9	78
椴树 Tilia tuan	4400	185	38.5	78
杨树 Populus spp.	12083	345	62.0	60
山杨 Populus davidiana	2740	221	45.2	70
柳树 Salix spp.	590	203	55.0	65
白蜡树 Fraxinus chinensis	386	80	24.7	72
其他软阔Other softwood broadleaved	6749	237	44.0	70