利用分位数组合预测兴安落叶松枝下高

作     者：王君杰 姜立春 Wang Junjie;Jiang Lichun

作者机构：东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040 

基　　金：国家自然科学基金项目(31570624) 黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(GA19C006) 中央高校基本科研业务费专项(2572019CP15) 黑龙江省头雁创新团队计划 

出 版 物：《北京林业大学学报》 (Journal of Beijing Forestry University)

年 卷 期：2021年第43卷第3期

页      码：9-17页

摘      要：【目的】本文使用分位数回归和分位数组合对枝下高进行建模和预测,为单木枝下高模型的构建提供新的思路和方法。【方法】利用大兴安岭新林区4个林场的兴安落叶松天然林实测数据,采用非线性回归构建枝下高基础和广义模型并分别扩展到分位数回归。使用三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)、五分位数组合(τ=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)、九分位数组合(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)和4种抽样设计(抽最大树、抽最小树、抽平均木、随机抽取)进行预测,比较不同分位数组合的预测效果并分析不同抽样设计对预测精度的影响。同时使用双重交叉检验对非线性回归、最优位数回归和最优分位数组合进行比较。模型拟合和检验的评价指标主要包括平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPE)和调整确定系数(R^(2)_(adj))。【结果】(1)无论是非线性回归还是分位数回归,广义模型的拟合MAE较基础模型可降低6%~12%,RMSE可降低6%~10%,检验效果也优于基础模型。枝下高与胸径呈负相关、与样地优势高和每公顷断面积呈正相关。(2)中位数回归在所有分位数中拟合能力最好,且效果与非线性回归相似。分位数回归可以描述枝下高的分布。(3)3种分位数组合都可以对枝下高模型进行预测且效果相差不大,三分位数组合就可以满足枝下高的预测精度。中位数回归的交叉检验结果与非线性回归相似,三分位数组合的预测能力最优,MAE和MPE较非线性回归和中位数回归分别下降了20%和4%左右,R^(2)_(adj)提高了16%左右。(4)基础和广义分位数组合的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。【结论】本研究基于三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)的枝下高模型可以提高预测精度,具体应用基础和广义分位数组合模型的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用分位数组合时,推荐在样地中抽取5株平均木对枝下高进行预测。

主 题 词：枝下高 分位数回归 分位数组合 抽样设计 

学科分类：0830[工学-生物工程类] 0907[农学-草药学] 090704[090704] 0829[工学-安全科学与工程类] 09[农学] 0901[农学-植物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.12171/j.1000-1522.20200075

馆 藏 号：203102682...