Developing Tree-level and Stand-level Growth Rate Models for Major Tree Species in Hebei Province

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.01.005

Abstract

Abstract:

Based on the data of permanent plots measured in 2001,2006,2011,2016 in Hebei province from the 6 ^th to 9 ^th national forest inventories of China,tree-level dbh(diameter at breast height)growth rate and volume growth rate models for 18 tree species and stand-level volume growth rate models for 12 tree species group were developed using nonlinear regression method.The results show that the MPEs(mean prediction errors)of the tree-level models are almost less than 3%,and the MPSEs(mean percent standard errors)are almost less than 10% for dbh growth rate models and less than 20% for volume growth rate models.For stand-level volume growth rate models,the MPEs are almost less than 5%,and the MPSEs are almost less than 25%.The models developed in this study can provide technical basis for implementing annual updating of forest resource data in Hebei province.

Key words: growth rate of diameter, growth rate of volume, tree-level model, stand-level model, Hebei

CLC Number:

S758

Weisheng ZENG, Yingchun CAO, Xinyun CHEN, Lianqing ZHAO. Developing Tree-level and Stand-level Growth Rate Models for Major Tree Species in Hebei Province[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2020, 0(1): 30-37.

Figures/Tables 5

Tab.1

Tab.2

Tab.3

Fitting results and evaluation indices of tree-level growth rate models

树种组	生长率	模型	参数估计值						评价指标
树种组	生长率	模型	a		b		c		R²		SEE		TRE/%		ASE/%		MPE/%		MPSE/%
云杉 Picea spp.	胸径	(1)	14.03		-0.6438		—		0.9473		1.67		0.60		0.41		1.48		8.91
	胸径	(2)	62.04		-0.5165		-0.4821		0.9509		1.61		0.28		0.02		1.43		8.16
	材积	(1)	60.93		-0.9165		—		0.9335		0.0237		1.64		3.08		3.43		22.60
	材积	(2)	305.2		-0.8297		-0.4909		0.9347		0.0236		1.32		1.67		3.41		20.72
落叶松 Larix spp.	胸径	(1)	22.32		-0.7826		—		0.9343		1.28		-0.45		-0.35		0.15		9.07
	胸径	(2)	44.56		-0.5958		-0.3580		0.9426		1.20		-0.80		-0.88		0.14		8.45
	材积	(1)	80.29		-0.9191		—		0.9607		0.0162		-1.41		-0.07		0.32		23.38
	材积	(2)	80.29		-0.9191		-0.0000		0.9607		0.0162		-1.41		-0.07		0.32		23.38
樟子松 Pinus sylvestris var. mongolica	胸径	(1)	27.47		-0.7724		—		0.9433		1.29		0.36		0.51		0.73		7.84
	胸径	(2)	1450		-0.3361		-1.5438		0.9581		1.11		-0.62		-0.71		0.63		6.47
	材积	(1)	54.70		-0.6031		—		0.9012		0.0276		1.23		0.32		2.30		19.06
	材积	(2)	150.9		-0.4904		-0.3946		0.8967		0.0282		1.04		-0.22		2.35		18.93
油松 Pinus tabulaeformis	胸径	(1)	14.79		-0.7319		—		0.9532		1.03		-0.16		-0.18		0.10		7.50
	胸径	(2)	31.75		-0.6425		-0.2783		0.9561		1.00		-0.44		-0.54		0.10		7.25
	材积	(1)	87.58		-1.0583		—		0.9665		0.0134		-0.61		-0.57		0.23		20.62
	材积	(2)	189.6		-0.9668		-0.2821		0.9682		0.0131		-1.23		-1.74		0.22		19.76
柏木 Cupressus spp.	胸径	(1)	10.94		-0.6974		—		0.9547		0.65		-0.25		-0.31		0.30		5.09
	胸径	(2)	31.46		-0.5970		-0.3418		0.9442		0.72		-0.85		-0.93		0.33		5.09
	材积	(1)	63.89		-1.1008		—		0.9559		0.0056		-0.28		-0.84		0.74		13.81
	材积	(2)	63.89		-1.1008		-0.0000		0.9559		0.0056		-0.28		-0.84		0.74		13.81
栎类 Quercus spp.	胸径	(1)	20.90		-0.8820		—		0.9562		0.97		-0.18		-0.03		0.09		7.36
	胸径	(2)	52.63		-0.5826		-0.4778		0.9554		0.98		-1.00		-0.96		0.09		7.03
	材积	(1)	89.58		-1.1205		—		0.9699		0.0089		-0.51		-0.12		0.20		18.26
	材积	(2)	251.5		-0.7939		-0.5254		0.9649		0.0096		-2.72		-3.09		0.22		17.46
白桦 Betula platyphylla	胸径	(1)	17.78		-0.8124		—		0.9565		1.09		-0.03		-0.06		0.12		7.80
	胸径	(2)	17.78		-0.8124		-0.0000		0.9565		1.09		-0.03		-0.06		0.12		7.80
	材积	(1)	88.40		-1.0920		—		0.9679		0.0138		0.30		0.14		0.26		20.33
	材积	(2)	88.40		-1.0920		-0.0000		0.9679		0.0138		0.30		0.14		0.26		20.33
枫桦 Betula costata	胸径	(1)	14.25		-0.7747		—		0.9618		0.95		-0.09		-0.08		0.19		6.89
	胸径	(2)	14.25		-0.7747		-0.0000		0.9618		0.95		-0.09		-0.08		0.19		6.89
	材积	(1)	68.30		-1.0430		—		0.9692		0.0120		0.11		0.16		0.44		18.11
	材积	(2)	68.30		-1.0430		-0.0000		0.9692		0.0120		0.11		0.16		0.44		18.11
胡桃楸 Juglans mandshurica	胸径	(1)	26.36		-0.7149		—		0.9235		1.66		0.21		0.19		0.76		11.13
	胸径	(2)	48.71		-0.6349		-0.2559		0.9236		1.66		-0.88		-1.09		0.76		11.10
	材积	(1)	145.2		-1.0443		—		0.9483		0.0181		0.54		1.86		1.58		27.32
	材积	(2)	269.2		-0.9863		-0.2412		0.9494		0.0180		-1.01		-1.26		1.56		26.79
榆树 Ulmus spp.	胸径	(1)	7.372		-0.4449		—		0.9330		1.27		-0.11		-0.09		0.34		7.93
	胸径	(2)	17.81		-0.4805		-0.2250		0.9416		1.19		-0.48		-0.65		0.31		7.48
	材积	(1)	26.36		-0.5714		—		0.9448		0.0189		0.01		-0.18		0.96		21.79
	材积	(2)	56.25		-0.5814		-0.2079		0.9504		0.0179		-0.63		-1.73		0.91		20.16
刺槐 Robinia pseudoacacia	胸径	(1)	22.84		-0.7869		—		0.9113		1.30		-0.11		-0.07		0.43		9.71
	胸径	(2)	38.33		-0.6758		-0.2667		0.9189		1.24		-0.92		-1.12		0.41		9.36
	材积	(1)	71.78		-0.8703		—		0.9480		0.0158		-0.03		-0.09		1.08		24.91
	材积	(2)	121.3		-0.7625		-0.2660		0.9522		0.0152		-1.50		-3.15		1.04		23.64
其他硬阔 Other hardwood broadleaved	胸径	(1)	12.10	-0.7058		—		0.9374		0.98		0.04		0.09		0.20		7.96
	胸径	(2)	29.60	-0.6539		-0.2863		0.9409		0.95		-0.81		-0.89		0.20		7.79
	材积	(1)	72.18	-1.0685		—		0.9600		0.0088		0.23		0.24		0.54		22.04
	材积	(2)	148.7	-0.8837		-0.3298		0.9624		0.0085		-1.09		-0.66		0.52		21.09
椴树 Tilia tuan	胸径	(1)	8.776	-0.5656		—		0.9281		0.97		-0.03		0.04		0.30		8.03
	胸径	(2)	35.95	-0.4600		-0.4707		0.9321		0.95		-1.41		-1.50		0.29		7.67
	材积	(1)	57.98	-0.9736		—		0.9384		0.0088		0.22		0.26		0.79		21.98
	材积	(2)	242.9	-0.8547		-0.4852		0.9417		0.0086		-2.99		-4.20		0.77		20.62
杨树 Populus spp.	胸径	(1)	86.30	-1.0889		—		0.6919		3.54		-0.90		-0.91		0.41		19.62
	胸径	(2)	116.1	-0.8690		-0.3050		0.7701		3.06		-5.71		-6.72		0.36		16.08
	材积	(1)	396.1	-1.2837		—		0.7745		0.0676		-0.90		-1.91		1.00		50.51
	材积	(2)	552.1	-1.0419		-0.3331		0.8010		0.0635		-14.74		-21.49		0.94		39.90
山杨 Populus davidiana	胸径	(1)	19.48	-0.8016		—		0.9428		1.14		-0.25		-0.37		0.37		8.51
	胸径	(2)	43.36	-0.6220		-0.3590		0.9463		1.10		-0.88		-1.13		0.36		8.09
	材积	(1)	87.99	-1.008		—		0.9690		0.0184		0.35		-0.65		0.94		23.85
	材积	(2)	176.2	-0.8450		-0.3112		0.9714		0.0177		-0.68		-2.60		0.90		22.62
柳树 Salix spp.	胸径	(1)	33.54	-0.8529		—		0.8951		2.70		0.56		0.72		1.45		16.66
	胸径	(2)	89.42	-0.9210		-0.2803		0.9191		2.37		-2.03		-3.45		1.28		14.15
	材积	(1)	129.1	-1.0106		—		0.9382		0.0409		2.20		5.90		2.85		45.31
	材积	(2)	389.6	-1.1119		-0.2961		0.9468		0.0380		-1.86		-9.26		2.65		34.20
白蜡树 Fraxinus chinensis	胸径	(1)	7.160	-0.5251		—		0.9447		0.62		0.10		0.25		0.74		5.88
	胸径	(2)	7.160	-0.5251		-0.0000		0.9447		0.62		0.10		0.25		0.74		5.88
	材积	(1)	48.62	-0.9658		—		0.9582		0.0044		0.08		0.31		2.02		16.47
	材积	(2)	48.62	-0.9658		-0.0000		0.9582		0.0044		0.08		0.31		2.02		16.47
其他软阔 Other softwood broadleaved	胸径	(1)	11.40	-0.6080		—		0.9292		1.19		-0.08		-0.14		0.26		7.92
	胸径	(2)	23.22	-0.5075		-0.2832		0.9359		1.13		-0.63		-0.80		0.25		7.75
	材积	(1)	47.09	-0.7795		—		0.9462		0.0190		0.28		0.01		0.79		22.06
	材积	(2)	95.67	-0.6781		-0.2831		0.9516		0.0180		-0.82		-2.01		0.75		21.37

Tab.3

Tab.4

Tab.5

Fitting results and evaluation indices of stand-level volume growth rate models

树种组	模型	参数估计值			评价指标
树种组	模型	a	b	c	R²	SEE	TRE/%	ASE/%	MPE/%	MPSE/%
油松	(3)	125.18	-1.2523	—	0.9626	0.53	-1.72	3.37	1.17	13.47
Pinus tabulaeformis	(4)	251.10	-0.7663	-0.5334	0.9677	0.49	-1.44	3.25	1.09	12.44
落叶松	(3)	139.34	-1.2000	—	0.9578	0.79	-0.87	11.62	1.80	24.19
Larix spp.	(4)	336.75	-0.6595	-0.6929	0.9686	0.68	-0.09	9.22	1.55	19.93
柏木	(3)	545.99	-2.0714	—	0.9708	0.28	-3.13	8.33	5.23	20.95
Cupressus spp.	(4)	892.45	-1.3937	-0.5399	0.9716	0.28	-3.83	6.49	5.22	18.54
栎类	(3)	198.20	-1.4699	—	0.9643	0.41	-2.23	6.91	1.11	18.35
Quercus spp.	(4)	212.68	-0.8243	-0.4798	0.9752	0.34	-0.90	6.43	0.92	16.44
桦木	(3)	216.26	-1.5072	—	0.9499	0.52	-1.49	3.63	1.07	13.03
Betula spp.	(4)	325.79	-0.7936	-0.6306	0.9671	0.42	-0.65	2.63	0.87	10.24
刺槐	(3)	92.27	-1.0240	—	0.8801	0.50	-1.54	10.98	5.28	23.84
Robinia pseudoacacia	(4)	109.31	-0.6121	-0.4039	0.9269	0.39	-0.52	9.55	4.14	20.57
榆树	(3)	38.90	-0.7749	—	0.9195	0.49	-2.56	3.90	3.72	16.80
Ulmus spp.	(4)	86.09	-0.4077	-0.5152	0.9618	0.34	-0.82	2.74	2.58	11.60
其他硬阔	(3)	68.57	-0.9534	—	0.9286	0.49	-4.03	7.41	3.26	23.66
Other hardwood broadleaved	(4)	115.89	-0.5660	-0.4709	0.9484	0.42	-1.62	6.14	2.78	20.49
杨树	(3)	77.09	-0.7889	—	0.6758	1.58	-1.28	15.55	3.37	38.02
Populus spp.	(4)	81.33	-0.4862	-0.3564	0.7338	1.43	-1.13	12.08	3.06	29.26
杨树(山区)	(3)	73.96	-0.8535	—	0.8356	1.16	-2.66	8.47	3.42	28.86
Populus spp.on mountain	(4)	78.40	-0.4528	-0.3753	0.8846	0.97	-3.27	5.80	2.87	22.15
杨树(平原)	(3)	117.51	-0.8511	—	0.3890	1.98	-2.56	17.57	6.14	39.20
Populus spp.on plain	(4)	103.93	-0.6041	-0.3075	0.4220	1.93	-1.22	17.64	6.00	37.57
椴树	(3)	143.71	-1.3582	—	0.9628	0.49	-0.98	3.37	4.45	14.11
Tilia tuan	(4)	190.22	-0.8716	-0.4286	0.9767	0.39	-0.55	2.61	3.56	11.32
其他软阔	(3)	106.14	-1.1232	—	0.9511	0.75	-3.38	8.50	3.02	22.22
Other softwood broadleaved	(4)	118.61	-0.6258	-0.4197	0.9701	0.59	-1.26	6.97	2.37	18.50
混交类	(3)	108.91	-1.1231	—	0.9401	0.61	-2.33	4.13	4.93	14.61
Mixed coniferous and/or broadleaved	(4)	200.77	-0.4960	-0.6380	0.9558	0.53	-0.53	3.37	4.29	11.76

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树种组	样木株数/株	样本单元数/个	胸径上限/cm	年龄上限/a
云杉 Picea spp.	214	130	37.1	61
落叶松 Larix spp.	16736	277	40.6	60
樟子松 Pinuss ylvestris var.mongolica	515	181	30.6	45
油松Pinus tabulaeformis	28839	307	52.7	150
柏木 Cupressus spp.	1775	134	23.5	93
栎类 Quercus spp.	34068	306	52.4	78
白桦 Betulapla typhylla	20940	299	42.7	78
枫桦 Betula costata	7243	247	37.2	78
胡桃楸 Juglans mandshurica	1018	197	47.0	150
榆树 Ulmus spp.	4380	234	42.3	72
刺槐 Robinia pseudoacacia	2945	201	37.1	52
其他硬阔Other hardwood broadleaved	9465	238	47.9	78
椴树 Tilia tuan	4400	185	38.5	78
杨树 Populus spp.	12083	345	62.0	60
山杨 Populus davidiana	2740	221	45.2	70
柳树 Salix spp.	590	203	55.0	65
白蜡树 Fraxinus chinensis	386	80	24.7	72
其他软阔Other softwood broadleaved	6749	237	44.0	70