林分直径分布的Weibull参数估计系统研制

2016-06-07谢鹏芳裴志涛黄旭光黄家荣周俊朝

河南农业大学学报 2016年1期

谢鹏芳，谢敏，裴志涛，黄旭光，黄家荣，周俊朝

林分直径分布是指在林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态，也称为林分直径结构。无论在理论上还是在实际上，林分直径结构是最重要、最基本的林分结构，不仅因为林分直径便于测定，更是因为林分内各种大小直径的树木的分配状态，将直接影响树木的树高、干形、材积、材种及树冠等因子的变化［1］。在理论上它为许多森林经营技术及测树制表技术提供了依据。多数研究认为，林分直径分布拟合模型中3参数Weibull分布模型最优［2－5］，对函数参数估计的方法多为传统的数学估计方法，多数研究认为，最大似然估计(Maximum Likelihood estimation，MLE) 求的参数最优［6－7］。但最大似然估计要用迭代法求解，过程复杂。此外，由于3参数Weibull分布不能满足通常的正则条件，导致有时最大似然估计不存在或有多个解［8］。为解决这些问题，研究基于Weibull分布3参数的人工神经网络估计模型［9－10］，建立Weibull参数估计系统(Estimation System of Weibull Parameters，WPES)，以寻求一种操作简单、快捷的方法估计Weibull分布参数。

1 材料与方法

1.1 材料来源

材料来源于贵州省安顺、龙里和开阳，考虑到林龄和地理位置对林分直径分布的影响，分别选择不同龄级(14，22和30 a)、不同密度级、不同地区的标准地调查数据来进行研究。贵州省气候为温凉湿润向半湿润过渡类型，年均气温为12～14℃，1月均温为2～4℃。≥10℃的积温约为4 000℃，生长期约为250 d，年降水量为1 000～1 200 mm，适于马尾松林分的生长。3块标准地的林分基本情况如表1。