西藏自治区云杉林生物量密度模型研建

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2018.01.006

摘要/Abstract

摘要：

生物量密度模型是估算生物量和碳储量的依据。以西藏主要针叶树种云杉为研究对象,利用森林资源连续清查实测样地和样木数据,建立了云杉林生物量密度模型。结果表明:生物量密度随树高、郁闭度、胸径及林龄的增加而增加,随海拔的升高和经度的增加而减少。以海拔、郁闭度、平均胸径、经度作为解释变量构建的生物量密度非线性模型,其决定系数为0.716,总相对误差和平均系统误差控制在±1%以内,预估精度达到91.9%,可应用于实测或目测样地/小班生物量估算;以海拔、郁闭度、林龄、经度作为解释变量构建的生物量密度非线性模型,其决定系数为0.626,总相对误差和平均系统误差控制在±2%以内,预估精度达到90.6%,可应用于遥感样地/小班生物量估算;以海拔、郁闭度、胸径、林龄作为解释变量的生物量密度模型,其决定系数为0.717,总相对误差和平均系统误差控制在±2%以内,预估精度达到91.9%,可用于估算某个时间段内云杉林生物量变化或碳汇量。结合西藏森林资源连续清查或森林资源规划设计调查数据,可用于全区尺度上云杉林生物量的估算;利用林龄等因子建立的生物量模型,可掌握生物量、碳汇在空间上的分布规律及某一时期内的碳汇估算。

关键词: 云杉, 生物量, 碳汇, 生物量密度, 林龄

Abstract:

Biomass density models are the basis for estimating biomass and carbon stocks.Taking spruce of the main coniferous forest species in Tibet as research object,the spruce forest biomass density models were established by using measured sample plot and sample tree data of continuous forest resources inventory.The results showed that biomass density increased with the increase of tree height,canopy closure,DBH and forestage,and decreased with the increase of altitude and longitude.The determination coefficient of biomass density nonlinear model is 0.716,the total relative error and the average system error are controlled within±1%,and the estimated accuracy is 91.9%.Since the model is constructed with altitude,canopy closure,mean diameter at breast height and longitude as explanatory variables,it can be applied to the measured or visual sample or small class biomass estimation.The determination coefficient of biomass density nonlinear model is 0.626,the total relative error and the average system error are controlled within ±2%,and the estimated accuracy is 90.6%.Since the model is constructed with elevation,canopy closure,forest age and longitude as explanatory variables,which can be applied to remote sensing sample or small class biomass estimation.The determination coefficient of biomass density nonlinear model is 0.717,the total relative error and the average system error are controlled within ±2%,and the estimated accuracy is 91.9%.Since the model is constructed with elevation,canopy closure,mean diameter at breast height and forest age as explanatory variables,it can be applied to estimate the biomass or carbon sinks of spruce forest in a given period.Combined with the data of continuous forest resources inventory or forest resources planning and design in Tibet,it can be used for estimating the biomass of the spruce forest on the scale of the whole region.The biomass model established by the factors such as age can be used for grasping the biomass and carbon sink distribution law,and carbon sink estimates for a certain period.

Key words: spruce, biomass, carbon sink, biomass density, forest age

中图分类号:

S718.55

刘金山, 张蓓, 周学武, 邢元军, 张万林. 西藏自治区云杉林生物量密度模型研建[J]. 林业资源管理, 2018, 0(1): 38-43.

LIU Jinshan, ZHANG Bei, ZHOU Xuewu, XING Yuanjun, ZHANG Wanlin. Establishment of Biomass Density Model of Spruce in Tibet[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2018, 0(1): 38-43.

图/表 2

参考文献 28

[1]	尹惠妍, 李海奎. 多水平林木生物量估算方法研究[J]. 西北林学院学报, 2016,31(2):38-44.
[2]	Field C B, Kaduk J. The carbon balance of an old-growth forest:building across approaches[J]. Ecosystems, 2004,7(5):525-533. doi: 10.1007/s10021-004-0142-7
[3]	李海奎, 雷渊才, 曾伟生. 基于森林清查资料的中国森林植被碳储量[J]. 林业科学, 2011,47(7):7-12. doi: 10.11707/j.1001-7488.20110702
[4]	吴庆标, 王效科, 段晓男, 等. 中国森林生态系统植被固碳现状和潜力[J]. 生态学报, 2008,28(2):517-524.
[5]	赵敏, 周广胜. 中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析[J]. 地理科学, 2004,24(1):50-54.
[6]	王效科, 冯宗炜, 欧阳志云. 中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究[J]. 应用生态学报, 2001,12(1):13-16.
[7]	国家林业局. 中国森林资源报告(2009—2013)[M]. 北京: 中国林业出版社, 2014.
[8]	王燕, 赵士洞. 天山云杉林生物量和生产力的研究[J]. 应用生态学报, 1999,10(4):389-391.
[9]	王玉辉, 周广胜, 蒋延玲, 等. 基于森林资源清查资料的落叶松林生物量和净生长量估算模式[J]. 植物生态学报, 2001,25(4):420-425.
[10]	李克让, 王绍强, 曹明奎. 中国植被和土壤碳贮量[J]. 中国科学, 2003,33(1):72-80.
[11]	李高飞, 任海. 中国不同气候带各类型森林的生物量和净第一性生产力[J]. 热带地理, 2004,24(4):306-310.
[12]	王维枫, 雷渊才, 王雪峰, 等. 森林生物量模型综述[J]. 西北林学院学报, 2008,23(2):58-63.
[13]	刘贵峰, 刘玉平, 郭仲军, 等. 天山云杉林生物量及其变化规律的研究[J]. 西北林学院学报, 2013,28(5):13-17.
[14]	贺鹏, 张会儒, 雷相东, 等. 基于地统计学的森林地上生物量估计[J]. 林业科学, 2013,49(5):101-109. doi: 10.11707/j.1001-7488.20130514
[15]	刘芳, 冯仲科, 赵芳, 等. 资源三号遥感卫星影像的生物量反演研究[J]. 西北林学院学报, 2015,30(3):175-181.
[16]	桂来庭, 张蓓, 吴南飞, 等. 西藏自治区森林碳密度及分布规律研究[J]. 中南林业调查规划, 2014(3):34-36.
[17]	曾伟生. 西藏自治区相对树高曲线模型的研制[J]. 林业资源管理, 2002(5):27-30.
[18]	李海奎, 法蕾. 基于分级的全国主要树种树高-胸径曲线模型[J]. 林业科学, 2011,47(10):83-90. doi: 10.11707/j.1001-7488.20111013
[19]	肖兴威. 影响亚热带东部森林结构的因子分析[J]. 东北林业大学学报, 2004,32(5):19-20.
[20]	齐建文, 张蓓, 刘金山. 湖南杉木林生物量密度的模拟与预测[J]. 中南林业科技大学学报, 2014,34(8):15-18.
[21]	曾伟生, 唐守正. 立木生物量方程的优度评价和精度分析[J]. 林业科学, 2011,47(11):106-113. doi: 10.11707/j.1001-7488.20111117
[22]	曾伟生, 肖前辉, 胡觉, 等. 中国南方马尾松立木生物量模型研建[J]. 中南林业科技大学报, 2010,30(5):50-56.
[23]	李文华, 罗天祥. 中国云冷杉林生物生产力格局及其数学模型[J]. 生态学报, 1997,17(5):511-518.
[24]	黄新利, 马江林, 陈冬花. 天山西部云杉林生物量与遥感地学数据相关性分析[J]. 新疆农业科学, 2011,48(8):1475-1480.
[25]	李文华. 西藏森林[M]. 北京: 科学出版社, 1985.
[26]	徐凤翔. 西藏森林的特点、规律及其生态成因初析[J]. 南京林业大学学报, 1982,6(3):84-96.
[27]	刘增力、方精云、朴世龙. 中国冷杉、云杉和落叶松属植物的地理分布[J]. 地理学报, 2002,57(5):577-586. doi: 10.11821/xb200205010
[28]	张家城, 林之光. 中国气候[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1985.

拟合公式	统计指标
拟合公式	R²	SEE/(t/hm²)	TRE/%	MSE/%	MPE/%	MPSE/%
(1)B=136.222+10.128h-0.063H+2.019p	0.625	73.3	-0.44	8.1	9.3	70.5
(2)B=107.843+5.505h-0.061H+2.419p+2.420D	0.671	69.0	0.90	6.6	8.7	61.7
(3)B=998.524-0.058H+2.874p+4.124D-9.150Lo	0.655	70.7	0.00	3.9	8.9	64.6
(4)B=113.854-0.059H+3.000p+4.047D	0.634	72.4	-0.06	3.2	9.2	51.2
(5)B=3.171×10¹⁰×H^-0.900×p^0.909×D^0.935×Lo^-4.035	0.716	64.2	-0.64	-0.5	8.1	37.3
(6)B=284.575×H^-0.896×p^0.937×D^0.909	0.697	65.9	-0.55	-0.8	8.3	38.6
(7)B=107.902×H^-0.943×p^1.063×D^0.758×a^0.297	0.717	64.0	0.54	1.2	8.1	38.2

拟合公式	统计指标
拟合公式	R²	SEE/(t/hm²)	TRE/%	MSE/%	MPE/%	MPSE/%
(8)B=951.369+1.030a-0.064H+2.881p-8.111Lo	0.557	79.7	-1.1	3.6	10.2	61.6
(9)B=165.342+1.019a-0.065H+2.972p	0.542	80.7	0.5	-8.1	10.4	47.3
(10)B=6.444×10⁹×a^0.812×H^-1.379×p^1.073×Lo^-3.080	0.626	73.2	0.5	-1.8	9.4	44.2
(11)B=4232.431×a^0.814×H^-1.373×p^1.100	0.616	73.9	-0.1	-1.7	9.5	44.9