CN112182829A - 中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 - Google Patents
中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112182829A CN112182829A CN201910589485.5A CN201910589485A CN112182829A CN 112182829 A CN112182829 A CN 112182829A CN 201910589485 A CN201910589485 A CN 201910589485A CN 112182829 A CN112182829 A CN 112182829A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- growth
- tree
- chinese
- arbor
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 claims abstract description 12
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 21
- 241000218657 Picea Species 0.000 claims description 9
- 241000218652 Larix Species 0.000 claims description 6
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 claims description 6
- 241000219492 Quercus Species 0.000 claims description 5
- 241000018650 Pinus massoniana Species 0.000 claims description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 4
- 235000016976 Quercus macrolepis Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000283070 Abies balsamea Species 0.000 claims description 2
- 241001093951 Ailanthus altissima Species 0.000 claims description 2
- 235000004758 Bergkiefer Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009131 Betula nigra Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000276440 Betula nigra Species 0.000 claims description 2
- 244000274847 Betula papyrifera Species 0.000 claims description 2
- 235000009113 Betula papyrifera Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009109 Betula pendula Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010928 Betula populifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002992 Betula pubescens Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010450 Pino mugo Nutrition 0.000 claims description 2
- 241001236255 Pinus albicaulis Species 0.000 claims description 2
- 235000011609 Pinus massoniana Nutrition 0.000 claims description 2
- 241001136577 Pinus mugo Species 0.000 claims description 2
- 235000011610 Pinus tabuliformis Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002914 Pinus uncinata Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011611 Pinus yunnanensis Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000018652 Pinus yunnanensis Species 0.000 claims description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 claims description 2
- 241000168036 Populus alba Species 0.000 claims description 2
- 240000008289 Quercus suber Species 0.000 claims description 2
- 235000016977 Quercus suber Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000046101 Sophora japonica Species 0.000 claims description 2
- 235000010586 Sophora japonica Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000003243 Thuja occidentalis Species 0.000 claims description 2
- 235000008109 Thuja occidentalis Nutrition 0.000 claims description 2
- 241001149163 Ulmus americana Species 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种中国30种乔木树种极限生长预测预报方法。该发明是通过中国30种乔木树种解析木生长量数据，将乔木生长过程进行模拟，将每个树种生长过程划分为生长缓慢期、生长旺盛期、生长趋于停止期三个阶段，建立在所有立地条件达到最优状态下植被能够生长到的最优状态的中国30种乔木树种胸径、树高的极限生长模型。通过这些模型即可在已知乔木树种和年龄的情况下可以快速预测该乔木的胸径和树高值，克服了每木检尺适用范围小、低效率的难题，大大减少了人为外业工作量，提高了工作效率。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种中国乔木树种生长预测预报方法，特别是一种中国30种乔木树种极限生长预测预报方法。
二、技术背景
树高和胸径是森林资源调查中的重要因子，常用于预测林分生产力和树木材积。到目前为止，测定树木生长量的方法主要采用连年的每木检尺法来确定连年生长的胸径和树高，但在实际测定过程中采用每木检尺法进行乔木胸径和树高的测定仅适合于小范围的精测，对于大范围的林分调查需要的工作量太大，且效率很低，所以在乔木树种生长量的测定过程中，采用每木检尺法来进行观测都存在明显的缺点和误差。因此利用模型计算森林生长量是十分有必要的。
此外，中国在森林资源的管理上还不具有整体性和完整性，这也导致中国森林资源的调查依然面临着一些现实性问题。有关森林乔木的生长模型，没有得到广泛的应用，并且与国外的计算模式相比还存在一定差距，这些差距不仅体现在森林资源动态更新的系统建立上，还体现在数据更新的技术上，因此，这就导致中国的森林资源动态数据更新不及时。显而易见，无论是五年一次的一类调查数据，还是十年一次的二类调查数据，都无法全面掌握中国的森林资源现状及动态变化情况，因此，迫切需要建立一种中国主要树种的乔木生长模型来反映中国的森林资源现状及动态变化情况。
三、发明内容
为了克服在各个树种生长量在实际中难以测定且误差较大，并为预测未来产量和探索管理方案来提供可靠依据，本发明提出了一种针对性强、效率高、易于推广应用的中国30种乔木树种(白桦、白皮松、白扦、白杨、白榆、侧柏、臭椿、粗叶云杉、法式冷杉、红桦、槲栎、槲树、华北落叶松、黄山松、冷杉、丽江云杉、辽东栎、落叶松、马尾松、青杨、杉木、栓皮栎、铁杉、兴安落叶松、油松、云南松、云杉、长包冷杉、中国槐、紫果云杉)极限生长预测预报方法，该模型是在所有立地条件达到最优状态下植被能够生长到的最优状态的模型。
本发明的目的是这样实现的：
①采用非线性最小二乘回归法，根据树木生长在不同阶段的生长速度不同的理论，对前人模型理论研究与大量解析木数据分析相结合，提出“双变点三速度”的概念。根据全国解析木生长量数据，将年龄最大树木作为标准木，以材积为自变量，通过聚类分析将每个树种生长过程划分为生长缓慢期、生长旺盛期、生长趋于停止期三个阶段。得到30个乔木树种的T1,T2,T3三个生长阶段。
②从地理空间、土壤状态、气象气候、水文地质、遥感NDVI、绿度、纹理信息等系统科学因子引入，建立非标准木(树高、胸径)模型。在进行某树种乔木的生长预测时，根据年龄确定乔木所处的生长阶段，当t在T1阶段时，
当t在T2阶段时，
当t在T3阶段时，
其中t为树木的年龄，a1,a2,a3,a4,a5,b1,b2,b3,b4为树木模型的参数，d1.3为树木的胸径或树高。实验数据分析表明树木生长特征主要与其生长年龄息息相关，显著性十分明显，地理环境因素对其生长有一定影响，地形地势环境因素好的地区树木生长状况较为良好，环境差异大的地区树木生长状况差异明显，且符合经验预期效果。
本发明具有以下优点：
(1)利用乔木树种极限生长模型，已知乔木树种和年龄的情况下可以快速预测该乔木的胸径和树高值，减少了大量的人为工作量，提高了工作效率。
(2)将中国30种乔木树种分为三个生长阶段，并建立30种乔木树种的极限生长模型，涵盖了中国绝大部分乔木树种，通过一个模型的不同参数即可获取某树种的胸径和树高，具有良好的应用和推广性。
四、具体实施方式
确定中国30中乔木树种生长量的过程与之前的测定方法相比，做了较大的改进，具体实施过程是：
1)已知乔木树种，采用树木年轮无损观测方法获取乔木本年度的年龄t，确定该乔木所处的生长阶段(生长缓慢期、生长旺盛期、生长趋于停止期)。
2)根据根据模型结果相关参数预测乔木胸径和树高，当t在T1阶段时，
当t在T2阶段时，
当t在T3阶段时，
其中a1,a2,a3,b1,b2,b3为树木模型的参数，d1.3为树木的胸径或树高。
以粗叶云杉为例，当t在10～80时，
当t在90～130时，
当t在130～220时，
Claims (2)
1.中国30种乔木树种极限生长预测预报方法，其特征是：根据中国30种树种(白桦、白皮松、白扦、白杨、白榆、侧柏、臭椿、粗叶云杉、法式冷杉、红桦、槲栎、槲树、华北落叶松、黄山松、冷杉、丽江云杉、辽东栎、落叶松、马尾松、青杨、杉木、栓皮栎、铁杉、兴安落叶松、油松、云南松、云杉、长包冷杉、中国槐、紫果云杉)的解析木生长量数据，将每个树种生长过程划分为生长缓慢期、生长旺盛期、生长趋于停止期三个阶段，建立该树种胸径和树高的极限生长模型，其中T1,T2,T3分别为30个乔木树种的三个生长阶段。
表1.中国30种乔木树种三个生长阶段
。
2.根据权利要求一所述的中国30种乔木树种极限生长模型，其特征是：从地理空间、土壤状态、气象气候、水文地质、遥感NDVI、绿度、纹理信息等系统科学因子引入，建立非标准木(树高、胸径)模型。当t在T1阶段时，
当t在T2阶段时，
当t在T3阶段时，
其中t为树木的年龄，a1,a2,a3,a4,a5,b1,b2,b3,b4为树木模型的参数，d1.3为树木的胸径或树高。
表2.中国30种乔木树种胸径极限生长模型系数
表3.中国30种乔木树种树高极限生长模型系数
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910589485.5A CN112182829A (zh) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | 中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910589485.5A CN112182829A (zh) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | 中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112182829A true CN112182829A (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=73914310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910589485.5A Pending CN112182829A (zh) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | 中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112182829A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105303299A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-02-03 | 北京林业大学 | 一种确定森林生长模型的方法 |
| CN109710889A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-05-03 | 北京林业大学 | 一种基于树木年轮精确估计森林生产力的取样方法 |
-
2019
- 2019-07-02 CN CN201910589485.5A patent/CN112182829A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105303299A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-02-03 | 北京林业大学 | 一种确定森林生长模型的方法 |
| CN109710889A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-05-03 | 北京林业大学 | 一种基于树木年轮精确估计森林生产力的取样方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 常晨 等: "新一代森林调查技术体系及观测装备研发与应用", 《北京测绘》, vol. 32, no. 12, pages 1412 - 1417 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brienen et al. | Tree height strongly affects estimates of water-use efficiency responses to climate and CO2 using isotopes | |
| Pérez-Cruzado et al. | Combining empirical models and the process-based model 3-PG to predict Eucalyptus nitens plantations growth in Spain | |
| Kuyah et al. | Crown area allometries for estimation of aboveground tree biomass in agricultural landscapes of western Kenya | |
| CN102879340A (zh) | 基于近红外光谱快速检测块根/茎类作物营养品质的方法 | |
| Seifert et al. | Modelling and simulation of tree biomass | |
| CN111855591A (zh) | 水稻地上部碳氮比遥感反演模型和方法 | |
| Wu et al. | Respiration of downed logs in an old-growth temperate forest in north-eastern China | |
| Cao et al. | Effects of thinning and fertilization on wood properties and economic returns for Norway spruce | |
| Rance et al. | An evaluation of the conical approximation as a generic model for estimating stem volume, biomass and nutrient content in young Eucalyptus plantations | |
| CN102841031A (zh) | 一种活立木边材含水率估测方法 | |
| Balasso et al. | Characterisation of wood quality of Eucalyptus nitens plantations and predictive models of density and stiffness with site and tree characteristics | |
| Tolan et al. | The effect of the number of log sorts on mechanized log processing productivity and value recovery | |
| CN111855592A (zh) | 水稻单位面积内地上部干物重遥感反演模型和方法 | |
| CN112270131A (zh) | 基于ard回归算法的水稻叶面积指数遥感反演模型和方法 | |
| Vega et al. | Influence of environmental heterogeneity and geographic distance on beta-diversity of woody communities | |
| CN103256906B (zh) | 一种电子经纬仪立木材积精准测算方法 | |
| Bornand et al. | Individual tree volume estimation with terrestrial laser scanning: Evaluating reconstructive and allometric approaches | |
| Vaughan et al. | Wood density variation in naturally regenerated stands of Pinus ponderosa in northern Arizona, USA | |
| Levia Jr | A generalized allometric equation to predict foliar dry weight on the basis of trunk diameter for eastern white pine (Pinus strobus L.) | |
| CN112182829A (zh) | 中国30种乔木树种极限生长预测预报方法 | |
| CN105223102A (zh) | 一种利用近红外光谱技术快速测定制浆材基本密度的方法 | |
| Bošeľa et al. | Evaluating similarity of radial increments around tree stem circumference of European beech and Norway spruce from Central Europe | |
| CN111368248A (zh) | 一种云南松苗木生物量的估算方法 | |
| Malinen et al. | Validating the predicted saw log and pulpwood proportions and gross value of Scots pine and Norway spruce harvest at stand level by Most Similar Neighbour analyses and a stem quality database | |
| Kang et al. | Heartwood and sapwood variation and development in chenshan red-heart chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210105 |