基于哑变量与联立方程组的樟子松人工林碳储量生长模型OA

为了科学预测樟子松人工林碳储量动态变化,本研究基于黑龙江省樟子松人工林固定监测样地数据,筛选确定Weibull模型为林分碳储量随林龄变化的最优基础模型。在此基础上,通过再参数化方法,构建了包含地位级指数(SCI)和林分密度指数(SDI)的广义模型C1,以及包含SCI和林分胸高断面积(BAS)的广义模型C2。为量化区域影响,在C1模型的基础上引入区域哑变量,建立模型C3;同时,采用非线性似乎不相关回归法,构建了BAS与碳储量的联立方程组,形成碳储量模型系统。结果表明:优化模型C1、C2和C3的决定系数(R2)分别为0.9856、0.9968和0.9862,均方根误差(RMSE)均低于3 t·hm^(-2),模型稳定且预测精度高。C1与C2模型比较显示,BAS对碳储量估算的影响大于SDI。基于区域哑变量的C3模型将26个林区划分为3个区域,在林分年龄、SCI和SDI相同条件下,碳储量表现为区域2(完达山山系)>区域1(小兴安岭和张广才岭)>区域3(平原地区),证实区域对碳积累具有显著影响。联立模型系统中各子模型的R2均大于0.98,相对均方根误差(rRMSE)均小于9%,表明模型系统具有良好的通用性与稳定性。本研究构建的独立模型(C1、C2和C3)和模型系统各有侧重,适用于不同实际应用场景的林分碳储量精准预测,为樟子松人工林碳汇评估与经营决策提供科学依据。