运用改进Richards模型预测马尾松人工林立地指数——以广西高峰林场为例
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１）国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＤ０６００９０６）。 第一作者简介：范阔，女，１９９３年 １１月生，北京林业大学信息学 院，硕士研究生。Ｅ－ｍａｉｌ：１０１８９３４４２８＠ｑｑ．ｃｏｍ。 通信作者：赵天忠，北京林业大学信息学院，教授。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｔｚ＠ ｂｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。 苏晓慧，北京林业大学信息学院，讲师。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｘ ｈｕｉ＠ｂｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。 收稿日期：２０１９年 １月 １７日。 责任编辑：王广建。
摘 要 以广西高峰林场的马尾松人工林为研究对象，选取森林资源二类调查中的海拔高、坡度、坡向、坡位、 土层厚度为立地影响因子，采用打分法和灰色关联度分析法计算各立地因子的权重和总得分，将立地因子的总得 分与 Ｒｉｃｈａｒｄｓ立地指数模型相结合，借助 ＳＰＳＳ对模型进行参数估计。结果表明：模型改进后的平均误差和均方根 误差比改进前分别降低了 ７．９６％和 １０．５９％，说明改进后的模型，预测林分的优势木高更精准。因此，考虑立地因 子影响的 Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型，为立地质量评价提供了技术支撑。
第 ４７卷 第 ９期 ２０１９年 ９月
东 北 林 业 大 学 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２０１９
运用改进 Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型预测马尾松人工林立地指数１）
———以广西高峰林场为例
Fra Baidu bibliotek
范阔 苏晓慧 张艺超 赵天忠
（北京林业大学，北京，１０００８３）
综上所述，虽然国内对立地质量评价研究取得 了长足的发展，但是现有的立地指数的研究缺少树 种的差异性及区域的适应性，而针对广西马尾松人 工林的立地质量评价模型的研究还鲜有报道。本文 依据广西高峰林场林分数据，通过探讨立地因子与 马尾松生长的相关关系，建立 Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程和立地 因子得分的模型，从而实现对有林地的立地质量评 价并预测优势木高，为马尾松人工林立地选择和造 林提供指导。
立地质量评价是对林地生产力水平的评估，不 同的立地 质 量 对 林 木 产 量 影 响 很 大［１］。 林 木 生 长 受多因素的影响，气候、土壤和地形等因素具有决定 性作用，各因素之间相互作用、相互影响。
立地质量评价方法通常分为两类：一是直接方 法，主要根据历史收获、林分采集或林分高度预估立 地质量；二是间接方法，通过气候、土壤和地形等立 地因子预估立地质量［２］。研究发现，林分优势木高 对立地条件反应灵敏，提出用一定年龄的林分优势 木平均高表示地位指数，评价立地质量的高低。地 位指数不仅能正确反应林地质量，而且也能反映同 一立地不同树种生长量的差别，可以给出直观的数 量概念，目前得到广泛应用。Ｍａｒｔíｎ－Ｂｅｎｉｔｏｅｔａｌ．［３］ 针对黑松树种，结合自适应差分进化算法，对 Ｒｉｃｈ ａｒｄｓ地位指数模型进行改进，建立了非线性混合模
型。Ｗａｎｇｅｔａｌ．［４］在 Ｍａｒｔíｎ－Ｂｅｎｉｔｏ对模型改进的基 础上，引入气候因子，进一步优化了 Ｒｉｃｈａｒｄｓ地位指 数模型。王 冬 至 等［５］为 解 决 不 同 立 地 条 件 下 华 北 落叶松的地位指数模型存在的问题，构建了基于数 量化方法的非线性混合地位指数生长模型。杨传强 等［６］通过对山东省黑松、赤松的 ２３３块人工林标准 地数据的综合分析，运用相对优势高法，编制了山东 省松类立地指数表，用于评价立地质量。
关键词 立地指数；Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型；立地因子；关联度 分类号 Ｓ７５０ ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＰｌａｎｔａｔｉｏｎＳｉｔｅＩｎｄｅｘＵｓｉｎｇＩｍｐｒｏｖｅｄＲｉｃｈａｒｄｓＭｏｄｅｌ－－ＴａｋｅＧｕａｎｇｘｉＧａｏｆｅｎｇ ＦｏｒｅｓｔＦａｒｍ ａｓＡｎＥｘａｍｐｌｅ／／ＦａｎＫｕｏ，ＳｕＸｉａｏｈｕｉ，ＺｈａｎｇＹｉｃｈａｏ，ＺｈａｏＴｉａｎｚｈｏｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉ ｊｉｎｇ１０００８３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９，４７（９）：４８－５１． ＴａｋｉｎｇＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｉｎＧａｏｆｅｎｇＦｏｒｅｓｔＦａｒｍｏｆＧｕａｎｇｘｉａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕ ｅｎｃｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ，ｗｅｓｅｌｅｃｔｅｄｅｌｅｖａｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔ，ｓｌｏｐｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｌａｙｅｒｔｈｉｃｋ ｎｅｓｓａｓｔｈｅｍａｉｎｓｉｔｅｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｔｙｐｅｏｆｆｏｒｅｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓｓｕｒｖｅｙ．Ｔｈｅｗｅｉｇｈｔａｎｄｔｏｔａｌｓｃｏｒｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｓｃｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｇｒｅｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｓｃｏｒｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． ＣｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈＲｉｃｈａｒｄｓｓｉｔｅｉｎｄｅｘｍｏｄｅｌａｎｄｕｓｉｎｇＳＰＳＳｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｉｍ ｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒａｎｄｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｅｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅ ｄｕｃｅｄｂｙ７．９６％ ａｎｄ１０．５９％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｅｆｏｒｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．ＴｈｅＲｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆｄｏｍｉ ｎａｎｔｔｒｅｅｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓ，Ｒｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｓｉｔｅ ｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｉｔｅｉｎｄｅｘ；Ｒｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌ；Ｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｃｏｒｅ；Ｒｅｌｅｖａｎｃｅｄｅｇｒｅｅａｎａｌｙｓｉｓ
摘 要 以广西高峰林场的马尾松人工林为研究对象，选取森林资源二类调查中的海拔高、坡度、坡向、坡位、 土层厚度为立地影响因子，采用打分法和灰色关联度分析法计算各立地因子的权重和总得分，将立地因子的总得 分与 Ｒｉｃｈａｒｄｓ立地指数模型相结合，借助 ＳＰＳＳ对模型进行参数估计。结果表明：模型改进后的平均误差和均方根 误差比改进前分别降低了 ７．９６％和 １０．５９％，说明改进后的模型，预测林分的优势木高更精准。因此，考虑立地因 子影响的 Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型，为立地质量评价提供了技术支撑。
第 ４７卷 第 ９期 ２０１９年 ９月
东 北 林 业 大 学 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２０１９
运用改进 Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型预测马尾松人工林立地指数１）
———以广西高峰林场为例
Fra Baidu bibliotek
范阔 苏晓慧 张艺超 赵天忠
（北京林业大学，北京，１０００８３）
综上所述，虽然国内对立地质量评价研究取得 了长足的发展，但是现有的立地指数的研究缺少树 种的差异性及区域的适应性，而针对广西马尾松人 工林的立地质量评价模型的研究还鲜有报道。本文 依据广西高峰林场林分数据，通过探讨立地因子与 马尾松生长的相关关系，建立 Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程和立地 因子得分的模型，从而实现对有林地的立地质量评 价并预测优势木高，为马尾松人工林立地选择和造 林提供指导。
立地质量评价是对林地生产力水平的评估，不 同的立地 质 量 对 林 木 产 量 影 响 很 大［１］。 林 木 生 长 受多因素的影响，气候、土壤和地形等因素具有决定 性作用，各因素之间相互作用、相互影响。
立地质量评价方法通常分为两类：一是直接方 法，主要根据历史收获、林分采集或林分高度预估立 地质量；二是间接方法，通过气候、土壤和地形等立 地因子预估立地质量［２］。研究发现，林分优势木高 对立地条件反应灵敏，提出用一定年龄的林分优势 木平均高表示地位指数，评价立地质量的高低。地 位指数不仅能正确反应林地质量，而且也能反映同 一立地不同树种生长量的差别，可以给出直观的数 量概念，目前得到广泛应用。Ｍａｒｔíｎ－Ｂｅｎｉｔｏｅｔａｌ．［３］ 针对黑松树种，结合自适应差分进化算法，对 Ｒｉｃｈ ａｒｄｓ地位指数模型进行改进，建立了非线性混合模
型。Ｗａｎｇｅｔａｌ．［４］在 Ｍａｒｔíｎ－Ｂｅｎｉｔｏ对模型改进的基 础上，引入气候因子，进一步优化了 Ｒｉｃｈａｒｄｓ地位指 数模型。王 冬 至 等［５］为 解 决 不 同 立 地 条 件 下 华 北 落叶松的地位指数模型存在的问题，构建了基于数 量化方法的非线性混合地位指数生长模型。杨传强 等［６］通过对山东省黑松、赤松的 ２３３块人工林标准 地数据的综合分析，运用相对优势高法，编制了山东 省松类立地指数表，用于评价立地质量。
关键词 立地指数；Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型；立地因子；关联度 分类号 Ｓ７５０ ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＰｌａｎｔａｔｉｏｎＳｉｔｅＩｎｄｅｘＵｓｉｎｇＩｍｐｒｏｖｅｄＲｉｃｈａｒｄｓＭｏｄｅｌ－－ＴａｋｅＧｕａｎｇｘｉＧａｏｆｅｎｇ ＦｏｒｅｓｔＦａｒｍ ａｓＡｎＥｘａｍｐｌｅ／／ＦａｎＫｕｏ，ＳｕＸｉａｏｈｕｉ，ＺｈａｎｇＹｉｃｈａｏ，ＺｈａｏＴｉａｎｚｈｏｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉ ｊｉｎｇ１０００８３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１９，４７（９）：４８－５１． ＴａｋｉｎｇＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｉｎＧａｏｆｅｎｇＦｏｒｅｓｔＦａｒｍｏｆＧｕａｎｇｘｉａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕ ｅｎｃｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｙ，ｗｅｓｅｌｅｃｔｅｄｅｌｅｖａｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔ，ｓｌｏｐｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｌａｙｅｒｔｈｉｃｋ ｎｅｓｓａｓｔｈｅｍａｉｎｓｉｔｅｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｔｙｐｅｏｆｆｏｒｅｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓｓｕｒｖｅｙ．Ｔｈｅｗｅｉｇｈｔａｎｄｔｏｔａｌｓｃｏｒｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｓｃｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｇｒｅｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｓｃｏｒｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． ＣｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈＲｉｃｈａｒｄｓｓｉｔｅｉｎｄｅｘｍｏｄｅｌａｎｄｕｓｉｎｇＳＰＳＳｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｉｍ ｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒａｎｄｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｅｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅ ｄｕｃｅｄｂｙ７．９６％ ａｎｄ１０．５９％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｅｆｏｒｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．ＴｈｅＲｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆｄｏｍｉ ｎａｎｔｔｒｅｅｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓ，Ｒｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｓｉｔｅ ｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｉｔｅｉｎｄｅｘ；Ｒｉｃｈａｒｄｓｍｏｄｅｌ；Ｓｉｔｅｆａｃｔｏｒｓｃｏｒｅ；Ｒｅｌｅｖａｎｃｅｄｅｇｒｅｅａｎａｌｙｓｉｓ