亚热带典型森林单木生物量空间效应变化比较分析

Focusing on the spatial effects of individual tree biomass at the stands, we would take evergreen broad-leaved forests(the zonal vegetation in Yunnan subtropical zone), Pinus kesiya var. langbianensis natural forests(typical secondary coniferous forests in Yunnan subtropical zone), P. Kesiya var. langbianensis plantations (the larger area native plantations) and Eucalyptus (typical exotic tree species) plantations as the research objects according to the differences in forest structure and characteristics of forest vegetation in Yunnan subtropical zone, and investigate and measure the biomass of the individual tree components by the large clear-cutting plots to analyze change and its distribution of the biomass components for the typical forests, and stand spatial structure of individual tree biomass. Moreover, the spatial effects, including the spatial distribution patterns, autocorrelation and spatial heterogeneity of the biomass components of individual tree at the different stands would been analyzed respectively, and the spatial effects would been tested by spatial regression models, such as global spatial regression models(including the spatial lag model, spatial Durbin model and spatial error model), the local spatial regression model-geographical weighted regression model, and mixed effects models and so on. So it would provide theoretical support for the growth laws research and the accurate estimation for the individual tree biomass.

针对目前林分内单木生物量研究未考虑空间效应的问题，考虑林分结构差异，根据云南亚热带森林植被的特点，选择亚热带地带性植被-常绿阔叶林、典型的亚热带次生性森林植被-思茅松天然林、人工林种植面积较大的乡土树种-思茅松人工林、典型外来树种-桉树人工林作为研究对象，基于皆伐样地调查数据，在分析典型森林生物量及其分配变化规律，以及林分内单木生物量空间结构变化的基础上；采用空间分布格局、空间自相关及空间异质性分析技术分析不同森林的单木生物量空间效应变化特征，并采用空间滞后模型、空间杜宾模型和空间误差模型等全局性空间回归模型技术，地理加权回归模型技术为主的局部空间回归模型技术，以及混合效应模型技术等空间回归模型等技术检验单木生物量各维量的空间效应变化。从而为准确把握森林生物量生长变化规律及其精确估算提供理论支撑。

针对目前林分内单木生物量研究未考虑空间效应的问题，考虑林分结构差异，选择典型的亚热带次生性森林植被-思茅松天然林、人工林种植面积较大的乡土树种-思茅松人工林、典型外来树种-桉树人工林作为研究对象，分别调查了样地面积为0.3公顷的每种林分的皆伐样地，在分析典型森林生物量及其分配变化规律，以及林分内单木生物量空间结构变化的基础上；采用空间分布格局、空间自相关及空间异质性分析技术分析不同森林的单木生物量空间效应变化特征，并采用空间滞后模型(SLM)、空间杜宾模型(SDM)和空间误差模型(SEM)等全局性空间回归模型技术，地理加权回归模型技术(GWR)为主的局部空间回归模型技术，以及混合效应模型技术(MEM)等空间回归模型等技术检验单木生物量各维量的空间效应变化。研究表明：(1)思茅松天然林、思茅松人工林和桉树人工林3个林分的各维量生物量均存在一定程度的空间效应问题。(2)混合效应模型（MEM）、全局空间回归模型（SLM、SEM和SDM模型）和GWR模型的拟合指标基本优于基础模型，极大的提高了模型的拟合性能。GWR模型能有效地降低残差的空间异质性，且也表现出了一定的降低模型残差空间自相关性的能力；MEM模型也表现出了一定的降低残差空间自相关性的能力，GWR模型对于模型残差的空间效应处理能力最好，全局空间回归模型次之，MEM最差。从独立性样本检验结果来看，MEM模型、GWR模型和空间回归模型的各项指标与基础模型相近。研究准确揭示了三类亚热带森林单木生物量空间效应，从而为准确把握森林生物量生长变化规律及其精确估算提供理论支撑。