大興安嶺地區(qū)天然落葉松-白樺混交林分樹種直徑分布研究.pdf

1、本文以大興安嶺地區(qū)109塊落葉松-白樺天然混交林為研究對象，對混交林分樹種直徑分布進(jìn)行研究，即在已知總的林分直徑分布信息的基礎(chǔ)上，得出每個(gè)組成樹種的直徑分布信息。研究的109塊落葉松-白樺天然混交林樣地都通過了Weibull分布的檢驗(yàn)，因此，選擇Weibull分布函數(shù)作為基礎(chǔ)模型。采用三種方法進(jìn)行研究，有限混合分布模型(finite mixture models簡稱FMM)法、聯(lián)立方程組法和矩解法參數(shù)回收系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的方法比較。本文主要

2、貢獻(xiàn)和研究結(jié)果如下:
　　(1)有限混合分布模型(FMM)法，利用以Weibull分布函數(shù)為混合成分的有限混合分布模型（FMM），對混交林分樹種直徑分布進(jìn)行研究，并與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行比較（在不分樹種情況下，用單獨(dú)的Weibull分布函數(shù)對全林分的直徑分布擬合;分樹種，即對落葉松和白樺分別擬合Weibull分布函數(shù)直徑分布模型，整個(gè)樣地的各徑階的株數(shù)由求得的落葉松和白樺的各徑階加和得到）。研究結(jié)果表明:
　　a)有限混合分布模型

3、利用了整個(gè)樣地的徑階頻數(shù)分布信息，充分的考慮了兩個(gè)組成樹種在整個(gè)樣地中的相互關(guān)系，可得出兩個(gè)組成樹種的直徑分布，并給出了兩個(gè)組成樹種的比例信息。但是，對各組成樹種（落葉松和白樺）的比例的估計(jì)效果不是很理想，對每個(gè)樹種組成的直徑分布的模擬精度不高。但是對整個(gè)樣地的直徑分布的模擬效果相當(dāng)好，無論是單峰曲線還是雙峰曲線，反J型還是M型，都體現(xiàn)了非常靈活的擬合效果。
　　b)傳統(tǒng)方法對各組成樹種（落葉松和白樺）的直徑分布的模擬和比例的估計(jì)

4、好于有限混合分布模型（FMM）法，但是對整個(gè)樣地的模擬遜于有限混合分布模型（FMM）法。并且傳統(tǒng)方法對規(guī)則的曲線形式特別是規(guī)則的反J型擬合效果好，對具有單峰的或雙峰的分布形式擬合不好。
　　(2)聯(lián)立方程組法，利用林分中林木直徑的簡單統(tǒng)計(jì)量—算術(shù)平均直徑(D)、平均直徑(Dg)、直徑標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、變異系數(shù)(CV)、偏度(skewness)、峰度(kurtosis)、直徑最小值(Dmin)和直徑最大值(Dmax)這些信息，建立了大

5、興安嶺地區(qū)天然落葉松-白樺混交林分樹種直徑分布聯(lián)立方程組模型。實(shí)現(xiàn)了在獲得這些簡單統(tǒng)計(jì)量的前提下，求得全林分和分樹種組成的直徑分布Weibull函數(shù)的尺度參數(shù)和形狀參數(shù)。研究結(jié)果表明:
　　a)建立的大興安嶺地區(qū)天然落葉松-白樺混交林分樹種直徑分布聯(lián)立方程組模型，無論是對整個(gè)樣地直徑分布的模擬還是分樹種直徑分布的擬合都取得了比理想的效果。
　　b)并與有限混合分布模型（FMM）和傳統(tǒng)的模型比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于整個(gè)樣地的直徑分

6、布的模擬稍遜于有限混合分布模型(FMM)，優(yōu)于傳統(tǒng)的模型;對于分樹種組成落葉松和白樺的直徑分布的模擬優(yōu)于有限混合分布模型（FMM）和傳統(tǒng)的方法。對于組成樹種的比例的估計(jì)偏差較小，明顯優(yōu)于有限混合分布模型（FMM）。但對于落葉松和白樺的直徑的均值和方差的差異比較小時(shí)，估計(jì)的比例會出現(xiàn)很大的偏差，這是此方法的不足之處。
　　(3)建立大興安嶺地區(qū)天然落葉松-白樺混交林分樹種直徑分布Weibull函數(shù)參數(shù)的矩解法回收系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包含兩

7、個(gè)部分，一是利用全林分的直徑分布信息及林分因子（算術(shù)平均直徑D、平均直徑Dg、最小直徑Dmin、0.06公頃上林木株數(shù)N、林分年齡t和林分平均高H），建立落葉松—白樺算術(shù)平均直徑(LD和BD)和平均直徑（LDg和BDg）的模型，二是利用落葉松—白樺算術(shù)平均直徑(LD和BD)和平均直徑(LDg和BDg)，用矩解法回收(求解)出落葉松和白樺的直徑Weibull分布函數(shù)的參數(shù)。實(shí)現(xiàn)，由全林分的直徑分布信息及林分因子（算術(shù)平均直徑D、林分平均D

8、g、最小直徑Dmin、0.06公頃上林木株數(shù)N、林分年齡t和林分平均高H），利用矩解法分別回收（求解）出落葉松-白樺的直徑Weibull分布函數(shù)的參數(shù)，為以后研究林分直徑動(dòng)態(tài)變化，提供研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:
　　a)本文建立的大興安嶺地區(qū)天然落葉松-白樺混交林分樹種直徑分布Weibull函數(shù)的參數(shù)的矩解法回收系統(tǒng)，對整個(gè)林分的直徑模擬和對每個(gè)樹種的直徑分布模擬，都取得了理想的效果，可以用于對林分分樹種收獲量預(yù)估的研究。
　

9、　b)與FMM方法和傳統(tǒng)的方法比較，對整個(gè)樣地的擬合遜于FMM方法，優(yōu)于傳統(tǒng)的方法;對于每個(gè)樹種的模擬優(yōu)于FMM方法和傳統(tǒng)的方法。但效果稍遜于上面建立的聯(lián)立方程組法。
　　綜合以上得出，有限混合分布模型（FMM）法對于解決混交林分樹種直徑分布的擬合沒有達(dá)到預(yù)期的效果，但是可以用有限混合分布模型（FMM）擬合不規(guī)則多峰的林分直徑分布曲線形式。混交林分樹種直徑分布聯(lián)立方程組模型達(dá)到了本文的研究目的，可以用于對天然落葉松-白樺混交林分樹

10、種直徑分布的模擬。三種方法比較，有限混合分布模型（FMM)對分樹種直徑分布的擬合效果不理想，但對整個(gè)樣地的直徑分布擬合效果很好;聯(lián)立方程組法和矩解法參數(shù)回收系統(tǒng)對分樹種的直徑分布和整個(gè)樣地的直徑分布的擬合效果理想，均達(dá)到了本文的研究目的，效果都好于傳統(tǒng)的對分樹種單獨(dú)擬合直徑分布的方法，矩解法參數(shù)回收系統(tǒng)也可以用于下一步對林分收獲量的預(yù)估和林分直徑結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)研究。
　　對混交林分樹種直徑分布進(jìn)行研究具有很大的實(shí)際意義，獲得整個(gè)樣地的