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形率对白桦单木材积和生物量预测精度的影响

张兹鹏  王君杰  刘索名  姜立春  
【摘要】:【目的】以大兴安岭地区白桦为研究对象,构建含有形率的材积模型,并与部颁东北地区白桦二元材积模型和传统基础材积模型进行比较,同时结合生物量转换因子,研究形率对单木生物量的影响,为单木材积和生物量的精准预测提供科学依据。【方法】将树干上15个形率引入传统基础材积模型分别构建二元和三元单木材积模型,应用R软件GNLS模块拟合各模型,引入方差函数消除各材积模型拟合过程中产生的异方差现象。以相对误差绝对值(MPB)、平均误差绝对值(MAB)、均方根误差(RMSE)和确定系数(R~2)为评价指标对各模型进行对比分析,采用交叉检验法对模型进行检验。【结果】1)形率引入可显著提高材积模型拟合效果,当取相对树高为40%时,带有形率q_(0.4)的二元和三元材积模型拟合效果均表现最好;2)交叉检验结果表明,形率引入材积模型使得材积预测精度显著提高,相较传统一元模型(1)和二元模型(2),引入形率的二元模型(14)和三元模型(15)的均方根误差分别降低38.9%和45.8%; 3)与东北地区当前使用的二元材积模型(5)相比,引入形率的二元模型(14)的RMSE、MAB和MPB分别降低46.7%、40.2%和47.7%,引入形率的三元模型(15)的RMSE、MAB和MPB分别降低59.1%、59.2%和64.1%; 4)形率引入可显著提高单木生物量预测精度,与不引入形率的基础模型相比,以引入形率的三元材积模型(15)为基础,结合生物量转换因子(BEF)构建的单木生物量模型的RMSE、MAB和MPB分别降低46.9%、46.5%和46.3%。【结论】在材积模型中引入形率,不仅可提高单木材积预测精度,还能为单木生物量精准预测提供帮助。引入形率的三元立木材积模型(15)更适合于预测该区域白桦单木材积和生物量。
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