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1、 分类号 S711 学校代码 10129 U D C 574 学 号 2010204070 超球面模型在林分生长动态监测及趋势分析中的技术应用 Application of Multi-dimensional Sphere Model on Forestry Monitoring and Trend Analysis 申 请 人：潮 宝朝鲁门其其格 学位名称：农业推广硕士 领 域：农业资源利用 指导教师：周 梅 教授 白图格吉扎布 教授 论文提交日期：二一二年五月 摘 要 本文首次使用算术系列、几何系列和超球面模型模拟和预测固定样地林分生长的变化趋势，用胸径、树高、蓄积量、断面积、郁闭度等 5
2、 个指标为轴，建立 5-维变量空间。从而希望能够模拟和预测森林群落发生及发展的过程，变化的速度和机理，能深入了解环境变化情况下森林植被反应的特点和原因， 能为合理地保护和持续利用森林资源提供理论基础，操作依据和数量指标。 在趋势分析中， 算数系列预测出各个指标均有所增长， 系统向量差值 d 的排序为：郁闭度胸径树高断面积蓄积量， 但看不出各个值的变化速率； 几何系列按多元向量的乘除法则运算可得出各指标均有增加趋势，多元比向量 q 的排序为：胸径断面积树高蓄积量郁闭度，由排序可知胸径的增率最小，反而郁闭度的增率成了最大的；运用超球面模型进行预测，可知胸径、树高和断面积呈下降趋势，蓄积量和郁闭度呈
3、上升趋势，趋势值 T 的排序为：胸径断面积树高蓄积量郁闭度，可知平均胸径变化最小，郁闭度变化最大。 本研究在大兴安岭林管局根河林业局选择了6块过熟林林分2003年和2008年的实测数据，应用超球面模型同时对五个变量的多元系统进行分析，并算出各变量的趋势值， 从而预测下一个监测期的值。现在林业上用的模型大多是对一两个指标进行分析预测，只能看出两个指标之间的关系，而忽略了其他的信息，超球面模型则可以同时考虑多个变量。 预测结果与过熟林的林分长势状况的自然规律接近，与前人研究的结果也比较吻合。因此，超球面模型比较准确的预测了林分的生长衰退规律。 关键词：超球面模型；大兴安岭；趋势分析；变量空间 Ap
4、plication of Multi-dimensional Sphere Model on Forestry Monitoring and Trend Analysis Abstract This paper introduces application of Arithmetic Series, Geometric Series, and the Multi-Dimensional Sphere Model (MDSM) to forestry monitoring program. This research uses DBH,height,volume,basal area,and c
5、anopy density as five axis to build a five dimensional Variable Space, 5-Space. Thus an identity in the 5-space can be used to expresse the forest state. The dynamics of the identity will indicate the changes and trend of the forest, and may discover the mechanics and speed, and environmental change
6、s of the forest. In this research, the Arithmetic Series found the increasments of DBH,height,volume,basal area,and canopy density. The order of the increasements of the five components is：canopy densityDBHheightbasal areavolume. The Geometric Series discovered the increasing rate of the components,
7、 and they are in the order of ：DBHbasal areaheightvolumecanopy density. After filter out the system noise, the MDSM predicted theDBH,height and basal area are relatively decreasing,but volume and canopy density are relatively increasing. The five components of the trend vector are in the order of：DB
8、Hbasal areaheightvolumecanopy density. Six samples of over-mature stands data collected in 2003 and repeated in 2008 from Great Xing an Mountain were applied in this research, to predict the 2013 forest state. The predicted values are close to an natural matured forest, and relatively matching with
9、previous studies conducted by other scientists. Therefore, the paper considered the MDSM can relatively predict the future state of forest, or MDSM can be applied to forest monitoring program. However, much more work needs to be done before formal application. Key words：Multi-Dimensional Sphere Mode
10、l；Great Xing An Mountain；Trend Analysis；Variable Spaces Directed by: ZHOU Mei Applicant for Master degree: Chao Bao （master of agricultural extension) (College of Ecology and Environmental Science, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot 010018, China) 目 录 1 引言 . 1 1.1 目的和意义 . 1 1.2 国内外研究进展 .
11、 2 1.2.1 树木生长方程研究进展 . 2 1.2.2 林分生长与收获模型研究进展 . 4 1.3 超球面模型的研究进展 . 6 1.3.1 系统概率转移矩阵的研究进展 . 6 1.3.2 对角矩阵解法的研究进展 . 6 1.3.3 超球面模型的研究进展 . 7 2 研究区概况 . 7 2.1 地理位置 . 7 2.2 气候条件 . 7 2.3 地形地貌 . 8 2.4 土壤状况 . 8 2.5 植被状况 . 8 2.6 白桦、兴安落叶松概述 . 9 3 样地动态监测调查技术研究 . 10 3.1 样地设置 . 10 3.2 树木生长量调查因子的确定 . 10 3.3 固定样地调查 . 11 3.4 其它因子的调查 . 13 3.5 技术路线 . 14 4 趋势分析技术研究 . 15 4.1 算术系列预测与分析 . 16 4.2 几何系列预测与分析 . 17 4.3 超球面模型预测分析 . 19 5 不同林分生长量趋势分析 . 21 5.1 平均胸径生长趋势分析 . 22 5.2 平均树高生长趋势分析 .
