基于随机效应的红松人工林一级枝条动态生长模型

朱万才 贾炜玮

摘要：基于孟家岗林场60株人工红松955个标准枝数据，使用非线性混合效应模型的相关理论和研究方法，分别考虑样地效应、单木效应和枝条效应，利用S-Plus软件中的NLME模块建立了红松人工林一级枝条动态生长模型。结果表明：红松人工林一级枝条基径和枝长的最优生长模型分别为Gompertz和Richards方程；随着随机效应尺度的减小（样地一单木_+枝条），混合模型的模拟精度逐渐提高，枝条基径和长度最优混合模型分别较基础模型提高约30.0%和2.4%，32.7%和6.6%以及50.1%和24.6%；基于枝条效应的基径最优混合模型不需进行误差项的校正，而枝条长度混合模型采用ARMA（1，1）时间序列结构可有效消除模型的异方差问题；独立检验结果表明枝条基径和长度最优混合模型的决定系数与基础模型相比增加了0.1左右，而平均误差绝对值和均方根误差均显著减小，说明非线性混合模型较传统非线性模型更适合于描述红松人工林一级枝条的生长过程。

关键词：红松人工林；枝条生长；非线性混合模型；方差协方差结构

中图分类号：S718.55

文献标识码：A

文章编号：1001-005X（2015）04-0026-07

树冠结构是林木自身遗传因素及其与周围环境长期交互作用的结果。研究树冠结构对评价林分（单木）健康、森林场景（林分、单木）可视化、制定合理经营措施等都具有重要意义。 研究树冠结构就是通过对树冠各结构因子的大量统计，找出它们之间的相关关系并且进一步分析潜在规律。随着研究方法和数据获取手段的不断进步，可将其大致分为4个阶段：①着重分析和比较树冠各结构变量及其空间分布状态，这一阶段主要采用定性的方法，枝条各个因子的空间分布状态；……