随机截距效应在模拟杉木人工林单木胸径生长量中的应用

李春明

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随机截距效应在模拟杉木人工林单木胸径生长量中的应用

李春明

1.
中国林业科学研究院资源信息研究所

Using random intercept effects in DBH increment model of individual trees for fir plantation

LI Chun-ming

1.
Research Institute of Forest Resource Information Techniques, Chinese Academy of Forestry, Beijing, 100091, P. R. China.

摘要: 以江西省杉木人工林4次调查数据为例，建立单木胸径生长量随机截距效应混合模型，分别考虑样地层次、区域层次及多层次的随机截距效应，并在考虑多层次效应时考虑了存在的异方差和自相关问题，最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明：林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响；与林业中常用的传统最小二乘法相比，采用混合效应模型方法后模型的模拟效果和验证精度均有提高；选择适合的异方差和自相关函数后，模拟结果比只考虑随机截距效应有更好的适应性；实际应用中考虑多层效应要比单层效应模拟效果好。
- 单木胸径生长量 /
- 异方差 /
- 自相关矩阵 /
- 多层次随机截距效应 /
- 杉木人工林
Abstract: In the paper, we developed a mixed model of random intercept effects for individual DBH increment, taking the example of four survey data of fir plantations in Jiangxi Province, eastern China. The model was defined as a linear mixed model with intercept effects of plot, area or plot and area simultaneous. The heteroscedasticity and autocorrelation matrix were added to the model when taking into account multilevel effects. In the end, mixed model calibration of DBH increment was carried out using the independent sampling. The results showed that total stand basal area, DBH of target tree, the ratio of basal area of larger trees to target tree DBH, and altitude were found to be significant effect on DBH increment. Both the simulation results and verified accuracy of the model indicated a substantial improvement compared with the conventional approach widely used in forest management. After adding to a reasonable variance function of heteroscedasticity and autocorrelation, the model showed better goodness of fit than taking into account random intercept effects only. The goodness of multilevel effects was better than that of individual-level effect in forest actual applied process.
- DBH increment of individual trees /
- heteroscedasticity /
- autocorrelation matrix /
- multilevel random intercept effects /
- fir plantation

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[3]	陈国栋, 杜研, 丁佩燕, 郭珂歆, 尹忠东. 基于混合效应模型的新疆天山云杉单木胸径预测模型构建 . 北京林业大学学报, 2020, 42(7): 12-22. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190236
[4]	徐奇刚, 雷相东, 国红, 李海奎, 李玉堂. 基于多层感知机的长白落叶松人工林林分生物量模型 . 北京林业大学学报, 2019, 41(5): 97-107. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190035
[5]	曹梦, 潘萍, 欧阳勋志, 臧颢, 吴自荣, 杨阳, 占常燕. 基于哑变量的闽楠天然次生林单木胸径和树高生长模型研究 . 北京林业大学学报, 2019, 41(5): 88-96. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190026
[6]	欧强新, 雷相东, 沈琛琛, 宋国涛. 基于随机森林算法的落叶松−云冷杉混交林单木胸径生长预测 . 北京林业大学学报, 2019, 41(9): 9-19. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180266
[7]	姜俊, 刘宪钊, 贾宏炎, 明安刚, 陈贝贝, 陆元昌. 杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响 . 北京林业大学学报, 2019, 41(5): 170-177. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190022
[8]	耿丹, 夏朝宗, 张国斌, 刘晓东, 康峰峰. 杉木人工林灌木层生物量模型构建 . 北京林业大学学报, 2018, 40(3): 34-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170257
[9]	刘延惠, 丁访军, 崔迎春, 谢涛, 马亨发, 赵文君. 林地抚育对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量的影响 . 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 27-33. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160021
[10]	董晨, 吴保国, 张瀚. 基于冠幅的杉木人工林胸径和树高参数化预估模型 . 北京林业大学学报, 2016, 38(3): 55-63. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150129
[11]	邱志明, 苏声欣, 钟智昕, 唐盛林, 林谦佑. 柳杉人工林行列疏伐异龄混交林经营研究 . 北京林业大学学报, 2015, 37(3): 44-54. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140317
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[15]	吴永铃, 王兵, 戴伟, 王丹, 安晓娟. 林土壤酶活性与土壤性质的通径分析 . 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 78-83.
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[20]	吴延熊, 李悦, 杨期和, 韩轶, LIYong-ning, 宗世祥, 王登芝, 杨华, 李春干, 贾峰勇, 叶万辉, 瞿超, 孟宪宇, 耿宏生, 李崇贵, MENGXian-yu, 李吉跃, 聂立水, 续九如, 张云, 李吉跃, 景海涛, 刘燕, 高润宏, HUANGXuan-rui, , 骆有庆, 胡涌, 程俊, 胡磊, 廖富林, , WANGJin-mao, 许志春, 孙丹峰, , 张连生, , , 刘云慧, 梁树军, 贾黎明, , , 赵世华, . 森林经营管理系统的多层次结构 . 北京林业大学学报, 2005, 27(1): 99-102.

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随机截距效应在模拟杉木人工林单木胸径生长量中的应用

1. 中国林业科学研究院资源信息研究所

收稿日期: 1900-01-01

修回日期: 1900-01-01

刊出日期: 2011-07-30

关键词:

异方差 /

摘要: 以江西省杉木人工林4次调查数据为例，建立单木胸径生长量随机截距效应混合模型，分别考虑样地层次、区域层次及多层次的随机截距效应，并在考虑多层次效应时考虑了存在的异方差和自相关问题，最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明：林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响；与林业中常用的传统最小二乘法相比，采用混合效应模型方法后模型的模拟效果和验证精度均有提高；选择适合的异方差和自相关函数后，模拟结果比只考虑随机截距效应有更好的适应性；实际应用中考虑多层效应要比单层效应模拟效果好。

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