基于非线性混合效应模型的云南松林树高曲线

摘要

【目的】云南松林是云南省最重要的森林类型之一。构建云南松林树高曲线的非线性混合效应模型，对促进滇中地区乃至云南省云南松林科学经营及森林质量精准提升具有重要意义。【方法】基于云南省楚雄市旧关林场9块典型云南松林样地调查数据，选取12个基础模型拟合树高-胸径关系，筛选出最优模型作为基础模型。将树种组作为哑变量纳入模型，同时考虑林分变量的影响，并将样地作为随机效应，构建云南松林树高-胸径非线性混合效应模型。采用留一交叉验证对模型拟合效果进行检验。【结果】12个基础模型中，Schumacher模型表现最佳，被选为基础模型。在林分变量中，优势木平均高（H_d）和大于对象木断面积（BAL）与树高相关性显著，且具有生物学意义，因此被用于建立树高-胸径广义非线性模型。H_d与树高呈显著正相关，而BAL与树高呈负相关。最终建立的非线性混合效应模型能解释树高74%的变异，均方根误差为1.57 m。交叉验证结果表明，模型不存在过拟合现象，且残差无明显异方差。【结论】与传统基础模型相比，加入H_d和BAL的云南松林树高-胸径非线性混合效应模型能更准确地描述云南松林树高与胸径的关系。在森林经营实践中，可通过适地适树、调整林分密度和优化林分结构等措施降低林木个体竞争，从而促进林木树高生长。本研究为滇中地区云南松林树高曲线模拟研究提供方法借鉴及技术支持，对森林资源管理和生态保护具有重要的科学和实践价值。

关键词

云南松 / 树高曲线 / 非线性混合效应模型 / 立地质量 / 林木竞争

基金资助

云南省基础研究专项重大项目（202303AC100009）; 云南省林草局科技创新补助项目（K202222026）