發(fā)布時間：2020-11-10 21:02

　　 雜種落葉松(Hybrid Larch)是以當?shù)胤N源落葉松為親本之一,以其他落葉松為另一親本的種間雜交品種。在生長量、抗性和材質(zhì)等方面具有明顯的雜種優(yōu)勢,是黑龍江省極力推廣的速生豐產(chǎn)栽培樹種。如何科學、合理地進行雜種落葉松人工林經(jīng)營,是迫切需要解決的技術(shù)問題,本文對不同初植密度雜種落葉松人工林的生長規(guī)律和生長動態(tài)模擬進行了研究,為探索其優(yōu)化栽培模式奠定了理論基礎(chǔ)。本研究以黑龍江省林業(yè)科學院江山嬌實驗林場1998年營建的20hm2雜種落葉松密度實驗林為研究對象,使用2004年設(shè)置的48塊四種初植密度(2500、3300、4400、6600株/hm2)標準地的連續(xù)12a觀測資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。從雜種落葉松光和生理特性角度解釋了其速生性,進行了各初植密度林分單木生長和林分生長規(guī)律的比較；應(yīng)用啞變量的方法,對雜種落葉松單木生長模型、直徑分布模型、全林分模型、相容性單木和林分生物量模型以及各器官的含碳率進行了研究,實現(xiàn)了不同初值密度雜種落葉松林分生長的動態(tài)模擬。主要創(chuàng)新點有：首次對不同初植密度雜種落葉松幼齡林林分生長動態(tài)模擬進行系統(tǒng)性的研究；將初植密度作為啞變量的建模方法建立各生長模型,較好的解決了初植密度因子對模型預(yù)估精度所帶來的影響,并進行了林分動態(tài)模擬；建立了相容性單木生物量模型和林分生物量模型。主要結(jié)論包括：(1)立地條件相近的情況下,初植密度同為3300株/hm2的14a生雜種落葉松林木的胸徑、樹高和材積生長達到了長白落葉松18a-20a時的生長水平。林分各年斷面積和蓄積連年生長量均超過長白落葉松30%和40%以上,在14a時總量超過后者50%和60%以上。雜種落葉松在強光和弱光下的光合能力均比長白落葉松強,從生理生態(tài)學的角度解釋了雜種落葉松的速生性。(2)密度較大的林分(6600株/hm2和4400株/hm2)在林齡14a以后斷面積和蓄積生長下降很快,枯損量快速增大,說明在14a以前就應(yīng)當進行適當?shù)膿嵊�間伐。不同初植密度的胸徑變化呈隨著初植密度的增大,林分平均胸徑逐漸減小的規(guī)律。各初植密度標準地之間樹高生長差異不顯著。(3)構(gòu)建了基于兩水平嵌套非線性混合模型的胸徑和樹高生長模型。林分初植密度效應(yīng)和林木大小等級效應(yīng)均對胸徑的生長產(chǎn)生了較大的影響,而林分初植密度效應(yīng)對樹高生長的影響很小。(4)根據(jù)11期單木胸徑生長量動態(tài)數(shù)據(jù),將初植密度作為啞變量,建立了隔期為1 a的雜種落葉松啞變量單木生長與枯損模型,模型的擬合優(yōu)度和檢驗效果均有一定程度的提高,較好的解決了不同初植密度帶來的預(yù)估偏差。(5) Logit、Gompit和Probit三種枯損概率模型的AUC值均達到0.95以上,總體判斷的正確率都達到了96%左右,單木存活的判斷均達到了96%以上,枯損判斷的正確率都達到為74%以上。(6)直徑分布的偏度總體上變現(xiàn)為先變小再增大的趨勢,初植密度越高的林分偏度值由負值變?yōu)檎�值的時間越早,初植密度6600株/hm2、4400株/hm2和3300株/hm2林分SK變?yōu)檎�值的時間分別在林齡14a、16a和17a時,說明林木間競爭正在加劇,應(yīng)當在此林齡之前對林分進行疏伐。峰度總體上呈現(xiàn)為先增大后變小的趨勢,初植密度6600株/hm2林分峰度值一直為負值,說明林分直徑分化程度較大,被壓木也多。(7)通過Weibull分布、Beta分布、SB分布和正態(tài)分布對林分直徑分布進行擬合,符合正態(tài)分布的檢驗接受率最高,為78.99%。以后一期直徑正態(tài)分布參數(shù)作為約束條件,建立了預(yù)測間隔期為2a的啞變量正態(tài)分布參數(shù)動態(tài)預(yù)估(PPM)聯(lián)立方程組,模型擬合優(yōu)度和檢驗效果均很好。(8)引入了度量誤差模型概念,建立了啞變量林分斷面積生長模型與林分蓄積生長模型的聯(lián)立方程組,應(yīng)用二步或者三步最小二乘法來進行參數(shù)估計,解決了傳統(tǒng)最小二乘法不能夠解決的度量誤差參數(shù)估計問題。進行了不同初植密度雜種落葉松林分斷面積和蓄積的動態(tài)模擬。(9)建立了相容性單木生物量模型和啞變量相容性林分生物量模型,采用構(gòu)造權(quán)函數(shù)的方法消除生物量數(shù)據(jù)所存在的異方差。啞變量模型的擬合優(yōu)度和檢驗精度均有很大提升。進行了不同初植密度雜種落葉松林分總生物量和各器官生物量的動態(tài)模擬。測定了雜種落葉松各器官含碳率,填補了雜種落葉松含碳率研究的空白。
【學位單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S791.22
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景（或引言）
    1.2 雜種落葉松研究背景
    1.3 林分動態(tài)模擬概述及發(fā)展趨勢
        1.3.1 全林分生長模型
        1.3.2 直徑分布模型
        1.3.3 單木生長模型
        1.3.4 混合模型
        1.3.5 生物量模型
        1.3.6 林分動態(tài)模擬發(fā)展趨勢
    1.4 研究主要內(nèi)容
    1.5 研究目的意義
    1.6 研究技術(shù)路線
2 研究地概況及數(shù)據(jù)收集整理
    2.1 研究地概況
        2.1.1 自然地理概況
        2.1.2 森林資源概況
    2.2 數(shù)據(jù)收集
        2.2.1 標準地概況
        2.2.2 解析木測定
        2.2.3 樹干解析
        2.2.4 枝解析
        2.2.5 生物量測定
    2.3 數(shù)據(jù)整理
    2.4 模型的擬合與檢驗
        2.4.1 模型的擬合
        2.4.2 模型的檢驗
3 雜種落葉松光合特性與林木生長
    3.1 雜種落葉松與長白落葉松單木生長比較
        3.1.1 平均木比較
        3.1.2 優(yōu)勢木比較
    3.2 雜種落葉松與長白落葉松林分生長比較
    3.3 雜種落葉松與長白落葉松光合特性比較
        3.3.1 數(shù)據(jù)收集
        3.3.2 研究方法
        3.3.3 光合速率比較
        3.3.4 光響應(yīng)曲線比較
    3.4 本章小結(jié)
4 不同初植密度雜種落葉松生長分析
    4.1 單木生長分析
        4.1.1 單木胸徑生長分析
        4.1.2 單木樹高生長分析
    4.2 林分生長分析
        4.2.1 林分平均胸徑生長分析
        4.2.2 林分平均樹高生長分析
        4.2.3 林分斷面積生長分析
        4.2.4 林分蓄積生長分析
        4.2.5 林分枯損量分析
    4.3 本章小結(jié)
5 雜種落葉松單木生長動態(tài)模擬
    5.1 地位指數(shù)（SI）
        5.1.1 導(dǎo)向曲線模型選擇
        5.1.2 導(dǎo)向曲線擬合
        5.1.3 導(dǎo)向曲線檢驗
        5.1.4 地位指數(shù)曲線
    5.2 單木生長模型
        5.2.1 數(shù)據(jù)整理
        5.2.2 研究方法
        5.2.3 單木生長模型建立
    5.3 單木枯損模型
        5.3.1 數(shù)據(jù)整理
        5.3.2 研究方法
        5.3.3 單木枯損模型優(yōu)選
        5.3.4 單木枯損模型檢驗
        5.3.5 啞變量單木枯損模型
    5.4 本章小結(jié)
6 雜種落葉松林直徑分布動態(tài)模擬
    6.1 數(shù)據(jù)整理
    6.2 研究方法
        6.2.1 偏度和峰度
        6.2.2 直徑分布模型選擇
        6.2.3 直徑分布估計方法
        6.2.4 直徑分布檢驗及擬合優(yōu)度
    6.3 直徑分布動態(tài)變化規(guī)律分析
        6.3.1 偏度（SK）變化分析
        6.3.2 峰度（ST）變化分析
    6.4 直徑分布檢驗結(jié)果及擬合優(yōu)度
    6.5 直徑分布參數(shù)動態(tài)預(yù)估模型PPM
        6.5.1 模型形式
        6.5.2 模型評價
        6.5.3 直徑分布參數(shù)動態(tài)預(yù)測模型擬合與檢驗結(jié)果
        6.5.4 直徑分布模型檢驗
    6.6 本章小結(jié)
7 雜種落葉松全林分生長動態(tài)模擬
    7.1 數(shù)據(jù)整理
    7.2 研究方法
        7.2.1 林分斷面積生長方程
        7.2.2 林分蓄積生長方程
        7.2.3 林分斷面積和蓄積生長方程聯(lián)立估計
        7.2.4 林分平均高生長方程和公頃株數(shù)方程
    7.3 方程擬合與檢驗結(jié)果
        7.3.1 斷面積和蓄積生長方程擬合與檢驗結(jié)果
        7.3.2 林分平均高生長方程和公頃株數(shù)方程擬合與檢驗結(jié)果
    7.4 林分斷面積和蓄積動態(tài)模擬
    7.5 本章小結(jié)
8 雜種落葉松生物量動態(tài)模擬
    8.1 單木生物量模型
        8.1.1 數(shù)據(jù)整理
        8.1.2 可加性生物量模型構(gòu)造
        8.1.3 生物量分配比例分析
        8.1.4 單木生物量模型擬合與檢驗結(jié)果
    8.2 含碳率分析
        8.2.1 含碳率測定方法
        8.2.2 各器官含碳率分析
    8.3 林分生物量模型
        8.3.1 數(shù)據(jù)整理
        8.3.2 可加性林分生物量模型構(gòu)建
        8.3.3 林分生物量與林分因子的相關(guān)性
        8.3.4 林分生物量模型擬合與檢驗結(jié)果
    8.4 林分生物量動態(tài)模擬
    8.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝

【參考文獻】

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