全 文 ：　　收稿日期：２０１６－０３－０９
作者简介：乌日古玛拉（１９９２－），女，硕士研究生，研究方向：土地信息技术。
虎榛子碳储量回归模型研究
乌日古玛拉，包　亮
（内蒙古农业大学，内蒙古 呼和浩特　０１００１９）
　　摘　要：对内蒙古东部地区广泛分布的山杏进行植被碳储量研究，利用株高（Ｈ）与虎榛子地上碳储
量进行回归分析，构建最优地上碳储量预测模型。结果表明：天然和人工山杏最优地上植被碳储量回归
方程为幂函数方程，检验指标ＲＳ小于２０％、ＲＭＡ小于３０％，拟合精度在７０％以上，构建的预测模型可
应用于估算山杏地上碳储量。
关键词：虎榛子；灌木；地上碳储量；回归方程
　　中图分类号：Ｓ７１８．５５　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００７—６９２１（２０１６）０７—０１２８—０２
　　森林生态系统贮存了陆地生态系统的７６％～
９８％的有机Ｃ。碳储量是评价森林生态系统结构、
功能和质量的重要指标［１］，诸多科研者们也对此进
行了大量的研究［１～４］，并获得了众多科研成果。但
多数研究者注重于乔木类，而对处于次要地位的灌
丛方面未做到应有的重视。据调查，中国灌木林面
积占全国陆地总面积的１／５［５］。忽略不计灌丛的碳
储量或碳密度，将大大低估我国森林生态系统的碳
汇能力。
目前，应用广泛的森林碳评估方法主要包括样
地清查法、模型模拟法和遥感估算法［６］。
其中模型模拟法在森林碳储量评估中的应用最
为广泛［７］。因此，笔者以虎榛子为研究对象，分别研
究植被碳储量，利用模型模拟法建立单株地上碳储
量模型进而推导单位面积地上植被碳储量，为内蒙
古东部地区灌木林的碳储量评价提供参考。
１　研究区概况
研究区位于内蒙古自治区兴安盟科尔沁右翼中
旗。主要地貌类型有低山和丘陵，海拔在２００ｍ～
７２０ｍ。年平均气温 ２．５℃ ～６．３℃，年降水量
３５０．３ｍｍ ～４８５．５ｍｍ，蒸 发 量 １　５９１．１ｍｍ ～
２　０４５．９ｍｍ，无霜期１１０ｄ～１４２ｄ。土壤主要类型为
暗棕壤、栗钙土、风沙土等。
２　研究方法
２０１３年８月～９月，分别在科尔沁右翼中旗的
灌木林区进行了野外调查及采集工作。对样方内每
木检尺，确定标准木，测量其形态指标（基经Ｄ、盖度
ＶＣ等）并伐倒挖出整株且称各器官的鲜重，将部分
样品装入袋中带回实验室，放入烘箱，在℃常温下烘
干至质量不变为止。通过含碳率计算单株生物量，
而含碳率取普遍使用的０．４５，进而生物量和含碳率
相乘得出单株碳储量。
２．１　模型建立
研究表明，影响灌木生物量的因素有冠幅、基
经、株高等［８］，笔者以形态指标盖度（ＶＣ）、株高（Ｈ）
等形态指标为自变量，以地上单株碳储量为因变量，
引用在国内外有关灌木生物量模型的研究中，应用
广泛的线性ｙ＝ａ＋ｂｘ、对数ｙ＝ａ＋ｂｌｎｘ、指数ｙ＝
ａｅｂｘ和幂函数ｙ＝ａｘｂ 等４种方程。
２．２　评价指标与评价方法
以判定系数Ｒ２、Ｆ检验、估计值的标准误ＳＥＥ
和精度检验指标总相对误差（ＲＳ）、平均相对误差绝
对值（ＲＭＡ）和拟合率（Ｐ）进行双重检验，选出拟合
度最优的回归方程来估算物种的碳储量。数据统计
和回归分析在Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ软件的支持下进行。
其计算公式如下：
总相对误差：
ＲＳ＝ （ΣＹｉ－Σ＾Ｙｉ）／Σ＾Ｙ（ ）ｉ ×１００％ （１）
平均相对误差绝对值：
ＲＭＡ＝１ＮΣ
Ｙｉ－Ｙ＾ｉ
Ｙ＾ｉ
×１００％ （２）
拟合率：
ｐ＝ １－Ｙｉ－Ｙ＾ｉＹ（ ）ｉ ×１００％ （３）
式中：Ｙｉ是实测值；＾Ｙｉ是预估值。
３　结果分析
３．１　模型自变量的选取
虎榛子灌丛的样本数为２６，其形态指标、地上
碳储量进行相关分析表明（见表１），Ｈ 与地上碳储
量间的相关性最好，相关系数为０．６０８，从而选取 Ｈ
作为评估模型的自变量。
表１ 虎榛子各变量相关分析
Ｈ　 ＶＣ 地上碳储量
Ｈ　 １
ＶＣ　 ０．１４５　 １
地上碳储量 ０．６０８＊＊ ０．１１０　 １
　　注：＊在０．０５水平（双侧）上显著相关。＊＊在０．０１水
平（双侧）上显著相关。
３．２　评估模型的选取
由表２可以看出，其决定系数Ｒ２ 范围在０．３６１
～０．３８０，ＳＥＥ范围为０．３８７～１５７．９０２，线性和对数
方程的估计值的标准差略大，方程均通过Ｆ检验。
各方程的检验指标除ＳＥＥ，其余两个检验指标上没
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２０１６年４月 内 蒙 古 科 技 与 经 济 Ａｐｒｉｌ　２０１６
第７期 总第３５３期 Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　 Ｎｏ．７Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．３５３
　　表２ 虎榛子地上单株较优碳储量模型
模型类型 模型 Ｒ２　 ＳＥＥ　 Ｆ　 ＲＳ　 ＲＭＡ
线性 Ｙ＝４．１７２Ｈ－１３．４９８　 ０．３６９　 １５７．９０２　 １１．７０６ －１１．３９２　 １６．９１５６
对数 Ｙ＝４６６．５８６Ｌｎ（Ｈ）－１７３２．２５９　 ０．３８０　 １５６．５４５　 １２．２５８ －１１．３３４　 １９．３７０９
指数 Ｙ＝１３１．０３５ｅ０．０１０Ｈ ０．３６１　 ０．３９３　 １１．２９１ －５．７９３　 １１．９３５５
幂 Ｙ＝１．８５８（Ｈ）１．１５２　 ０．３７９　 ０．３８７　 １２．２１７ －７．２１６　 １２．８７０５
有明显的差距，所建模型均满精度检验要求，因此最
优模型为决定系数Ｒ２ 最高的幂函数模型Ｙ＝１．８５８
（Ｈ）１．１５２。
３．３　评估模型精度检验
建立回归模型的过程中，通常情况下需把样本分
为两类：①是随机抽取的用于建模的建模样本；②是
用于模型验证的检验样本。笔者在建模过程中对虎
榛子样本中分别随机抽取了４个样地的数据作为检
验样本，剩余样地实测数据为建模样本。最优模型Ｙ
＝１．８５８（Ｈ）１．１５２的拟合率分别为８１．５８％，ＲＳ（＜
２０％）、ＲＭＡ（＜３０％），通过了模型精度检验。
４　结论
本研究参考了乔木通用的相关曲线法，对虎榛
子单株地上部分碳储量实测值与其易测量因子 Ｄ
和 Ｈ建立回归模型。研究表明，虎榛子单株地上碳
储量最优评估模型为幂函数，通过模型精度检验ＲＳ
（＜２０％）、ＲＭＡ（＜３０％），拟合率大于７０％，因此，
本研究建立的虎榛子最优回归模型精度高，在虎榛
子碳储量估测工作中可以推广应用。
植物生长状况因立地条件的不同而其各形态指
标范围以及生物量、含碳量会有所差异，而本研究中
的模型是以单株的碳储量而建立的。因此，对研究
区以外地区应用模型时，需要进一步的检验校正。
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６６．
（上接第１２７页）　
３　结束语
滑轮绞车提升传动机构改进了传统的气缸和钻
杆一线式布置的技术方案，钻孔旋转装置可以从接
近地面的位置开始上升钻孔，最大限度地增加了钻
杆的行程，提高了一次钻孔深度及低巷道钻孔的效
率。
［参考文献］
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乌日古玛拉，等 · 虎榛子碳储量回归模型研究 ２０１６年第７期