Оценка статистических моделей распределения деревьев по диаметру в культурах сосны

Статья: Оценка статистических моделей распределения деревьев по диаметру в культурах сосны

Автор: Дубенок Н.Н., Лебедев А.В., Кузьмичев В.В.

Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information

Рубрика: Лесная таксация

Статья в выпуске: 1, 2022 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время для моделирования распределения деревьев по диаметру используется широкий диапазон функций плотности вероятности. Цель исследования - сравнить несколько статистических моделей с точки зрения гибкости и способности оптимально описывать распределение деревьев по диаметру на примере лесных культур сосны. Использованы данные по 231 ряду распределения деревьев по диаметру на 24 постоянных пробных площадях в лесных культурах сосны Лесной опытной дачи Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева. В качестве моделей распределения деревьев по диаметру проанализированы 12 функций распределения: бета-распределение, гамма-распределение, Хи-распределение, распределение Хи-квадрат, распределение SB-Джонсона, распределение SU-Джонсона, логнормальное распределение, распределение Накагами, Пирсона III типа, нормальное распределение и распределение Вейбулла. Для оценки соответствия теоретических распределений фактическим данным рассчитывали квадратный корень из среднеквадратической ошибки, среднюю абсолютную ошибку, среднее смещение ошибок и проводили тесты Колмогорова-Смирнова и Хи-квадрат. Анализируя результаты выравнивания рядов распределения деревьев сосны по диаметру в культурах, можно сделать вывод, что по большинству рассмотренных критериев трехпараметрическое распределение Вейбулла в наибольшей степени соответствует фактическим данным. Но в то же время близкие значения метрик качества для различных моделей распределения показывают, что нет однозначного решения относительно того, какую модель считать наиболее подходящей. В качестве лучшей модели целесообразней принимать наиболее гибкую для конкретного набора эмпирических данных.

Еще

Сосна, лесные культуры, распределение деревьев, диаметр дерева, функция распределения

Короткий адрес: https://sciup.org/143178323

IDR: 143178323   |   DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2022.1.03

Список литературы Оценка статистических моделей распределения деревьев по диаметру в культурах сосны

  • Baile, R.L. Quantifying diameter distributions with the Weibull function / R.L. Baile, T.R. Dell // For. Sci. - 1973. - № 19. - P. 97-104.
  • Hyink, D.M. A generalized framework for projecting forest yield and stand structure using diameter distributions / D.M. Hyink, J.W. Moser // For. Sci. - 1983. - № 29. - P. 85-95.
  • Individual height-diameter models for young black spruce (Picea mariana) and jack pine (Pinus banksiana) plantations in New Brunswick, Canada / X. Lei, C. Peng, H. Wang, X. Zhou // Forest. Chron. - 2009. - № 85. - P. 43-56. - DOI: 10.5558/tfc85043-1.
  • Coomes, D.A. Mortality and tree-size distributions in natural mixed-age forests / D.A. Coomes, R.B. Allen // J. Ecol. - 2007. - № 95. - P. 27-40.
  • Knight, D.H. A phytosociological analysis of species-rich tropical forest on Barro Colorado Island, Panama / D.H. Knight // Ecol. Monogr. - 2007. - № 45. - P. 259-284.
  • Gap-dependent recruitment, realized vital rates, and size distributions of tropical trees / S.J. Wright, H.C. MullerLandau, R. Condit, S.P. Hubbell // Ecology. - 2003. - № 84. - P. 3174-3185.
  • Ogana, F.N. Comparison of beta, Gamma and Weibull distributions for characterizing tree diameter in Oluwa Forest Reserve, Ondo State, Nigeria / F.N. Ogana, J.S.A. Osho, J.J. Gorgoso-Varela // Journal of Natural Sciences Research. - 2015. - № 5(4). - P. 28-36.
  • Тюрин, А.В. Таксация леса / А.В. Тюрин. -2-е изд. - М. : Гослестехиздат, 1945. - 376 с.
  • Третьяков, Н.В. Закон единства в строении насаждений / Н.В. Третьяков. - М.-Л. : Новая деревня, 1927. - 113 с.
  • Meyer, H.A. Structure, growth, and drain in balanced uneven-aged forests / H.A. Meyer // J. For. - 1952. - № 50. - P. 85-92.
  • Wang, M. Tree diameter distribution modelling: introducing the logit-logistic distribution / M. Wang, K. Rennolls // Can. J. For. Res. - 2005. - № 35. - P. 1305-1313. - DOI: 10.1139/X05-057.
  • Percentile-based distributions characterize forest stand tables / B.E. Borders, R.A. Souter, R.L. Bailey, K.D. Ware // For. Sci. - 1987. - № 33. - P. 570-576.
  • Ciceu, A. Modeling the Diameter Distribution of Mixed Uneven-Aged Stands in the South Western Carpathians in Romania / A. Ciceu, D. Pitar, O. Badea // Forests. - 2021. - № 12. - id 958. - DOI: 10.3390/f12070958.
  • Хлюстов, В.К. Товарно-денежный потенциал древостоев и оптимизация лесопользования / В.К. Хлюстов, А.В. Лебедев. - Иркутск : Мегапринт, 2017. - 328 с.
  • de Lima R.A.F. Modeling Tree Diameter Distributions in Natural Forests: An Evaluation of 10 Statistical Models / R.A.F. de Lima, J.L.F. Batista, P.I. Prado // For. Sci. - 2015. - № 61. - P. 320-327. - DOI: 10.5849/forsci.14-070.
  • Дубенок, Н.Н. Результаты экспериментальных работ за 150 лет в Лесной опытной даче Тимирязевской сельскохозяйственной академии / Н.Н. Дубенок, В.В. Кузьмичев, А.В. Лебедев. - М. : Наука, 2020. - 382 с.
  • 17.Дубенок, Н.Н. Рост и продуктивность древостоев сосны и лиственницы в условиях городской среды / Н.Н. Дубенок, В.В. Кузьмичев, А.В. Лебедев // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. - 2018. - № 1(37). - С. 54-71. - DOI 10.15350/23062827.2018.1.54.
  • Товарные таблицы для таксации сосняков искусственного происхождения Поволжья / В.Л. Черных, А.А. Домрачев, А.С. Елсуков, Н.Г. Киселева, Н.Н. Охотин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2009. - № 4 (54). - С. 35-41.
  • Fatigue Statistical Distributions Useful for Modeling Diameter and Mortality of Trees / V. Leiva, M.G. Ponce, C. Marchant, O. Bustos // Revista Colombiana de Estadística. - 2012. - № 35(3). - P. 349-370.
  • Projejao da distribuijao diamétrica de povoamentos de eucalipto em diferentes amplitudes de classe / C.A. Jr. Araújo, G.S. Nogueira, M.L.R. Oliveira, R.O.V. Miranda, R.V.O. Castro, E. Pelli // Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2010. - № 45(11). - P. 1275-1281. - DOI: 10.1590/S0100-204X2010001100007.
  • Prediction System for Diameter Distribution and Wood Production of Eucalyptus / R. Miranda, L. Fiorentin, S.P. Netto, R. Juvanhol, A.D. Corte // Floresta Ambient. - 2018. - № 25(3). - DOI: 10.1590/2179-8087.054816.
  • Teimouri, M. Evaluation of estimation methods for parameters of the probability functions in tree diameter distribution modeling / M. Teimouri, K. Abdolahnezhad, Sh. Ghalandarayeshi // Environmental Resources Research. - 2020. - № 8(1). - 2020. - P. 25-40.
  • Pogoda, P. Modeling Diameter Distribution of Black Alder (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) Stands in Poland / P. Pogoda, W. Ochal, S. Orzel // Forests. - 2019. - № 10. - id 412. - DOI: 10.3390/f10050412.
  • Ogana, F.N. Modeling diameter distributions of Gmelina arborea plantation in Omo Forest Reserve, Nigeria with Johnson's SB / F.N. Ogana, E.S. Itam, J.S.A. Osho // Journal of Sustainable Forestry. - 2016. - DOI: 10.1080/1054981 1.2016.1263575.
  • Diameter Distribution of Semi-natural Mixed Forest of Pinus massoniana and Broadleaved Trees Based on Stratification / J. Wang, M. Yan, Q. Huang, R. Huang, Q. Zheng // Forest Research. - 2021. -№ 34(3). - P. 72-80. -DOI: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.008.
  • Chen, Y. Stand Diameter Distribution Modeling and Prediction Based on Maximum Entropy Principle / Y. Chen, B. Wu, Z. Min // Forests. - 2019. - № 10(10). - id 859. - DOI: 10.3390/f10100859.
  • Лемешко, Б.Ю.Сравнительный анализ мощности критериев согласия при близких конкурирующих гипотезах. I. Проверка простых гипотез / Б.Ю. Лемешко, С.Б. Лемешко, С.Н. Постовалов // Сибирский журнал индустриальной математики. - 2008. - Т. XI. - № 2 (34). - С. 96-111.
  • Макаренко, А.А. К методике изучения древостоя / А.А. Макаренко // Лесообразовательные процессы на Урале : тр. Ин-та экологии растений и животных. - Вып. 67. - Свердловск, 1970. - С. 242-251.
  • Макаренко, А.А. О свойствах рядов распределения деревьев в древостоях / А.А. Макаренко // Лесоведение. - 1975. - № 6. - С. 42-60.
  • Остромогильская, И.Е. Закономерности распределения деревьев по толщине в совокупности однородных насаждений / И.Е. Остромогильская // Современное лесоустройство и таксация леса. - М. : ВНИИЛМ, 1974. - Вып. 4. - С. 200-206.
  • Верхунов, П.М. Закономерности строения разновозрастных сосняков / П.М. Верхунов. - Новосибирск : Наука, 1976. - 256 с.
Еще
Статья научная