Mô hình tổng hợp hỗn hợp để nghiên cứu ảnh hưởng của độ tuổi cây và yếu tố khí hậu đến sự tăng trưởng bán kính thân cây Eucalyptus

Journal of Northeast Forestry University - Tập 31 - Trang 463-473 - 2018
Sileshi F. Melesse1, Temesgen Zewotir1
1School of Mathematics, Statistics and Computer Science, University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, Scottsville, South Africa

Tóm tắt

Tác động của độ tuổi cây và các biến khí hậu đến sự tăng trưởng bán kính thân cây của hai giống Eucalyptus lai đã được xác định thông qua dữ liệu theo chiều dọc từ miền đông Nam Phi. Bán kính thân cây được đo hàng tuần như là biến đáp ứng. Ngoài độ tuổi cây, nhiệt độ trung bình hàng tuần, bức xạ mặt trời, độ ẩm tương đối và tốc độ gió cũng được ghi nhận đồng thời với lượng mưa tổng cộng tại khu vực nghiên cứu. Mô hình hiệu ứng hỗn hợp thêm vào mà đưa vào một hàm mượt không tham số đã được sử dụng. Kết quả phân tích chỉ ra rằng mối quan hệ giữa bán kính thân cây và mỗi biến đồng covariates có thể được giải thích bằng các hàm phi tuyến tính. Các mô hình tính đến tác động của giống và mùa, cùng với tương tác của chúng trong phần tham số của mô hình hỗn hợp đã được điều chỉnh. Tương tác giữa giống và mùa không có ý nghĩa trong tất cả các trường hợp. Để phân tích tác động chung của tất cả các biến đồng covariates, đã áp dụng mô hình hỗn hợp tích hợp mà bao gồm hai hoặc nhiều biến đồng covariates. Tác động đáng kể của độ tuổi cây được tìm thấy trong tất cả các trường hợp. Mặc dù độ tuổi cây là yếu tố xác định chính của sự tăng trưởng bán kính thân cây, nhưng các biến thời tiết cũng có tác động đáng kể phụ thuộc vào mùa.

Từ khóa

#Eucalyptus #độ tuổi cây #khí hậu #tăng trưởng bán kính thân cây #mô hình hỗn hợp thêm vào

Tài liệu tham khảo

Breslow NE, Clayton DG (1993) Approximate inference in generalized linear mixed models. J Am Stat Assoc 88(421):9–25 Chazdon RL, Finegan B, Capers RS, Salgado-Negret B, Casanoves F, Boukili V, Norden N (2010) Composition and dynamics of functional groups of trees during tropical forest succession in northeastern Costa Rica. Biotropica 42:31–40 CIFOR (2000) Investing in the future: the private sector and sustainable forest management. A case study of progress towards sustainable forest management in the South African plantation forest industry. Centre for international Forest Research, Bogor Indonesia p 21 Demel T (2000) Facts and experience on eucalyptus in Ethiopia and elsewhere: ground for making wise and informed decision. Workshop on Eucalyptus Dilemma 15 November 2000 Diggle P, Heagerty P, Liang KY, Zeger S (2002) The analysis of longitudinal data, 2nd edn. Oxford University Press, Oxford Drew DM (2004) Dendrometer trial phases one technical report. Report No. EFR092T. Division of Water, Environment and Forestry Technology, CSIR Drew D, Downes G, Grzeskowiak V, Naidoo T (2009) Differences in daily stem size variation and growth in two hybrid eucalypt clones. Trees Struct Funct 23:585–595 Eyles A, Pinkard EA, Mohammed C (2009) Dynamics of biomass and resource allocation patterns following defoliation in Eucalyptus globulus grown under varying abiotic conditions. Tree Physiol 29:753–764 Fan JQ, Li RZ (2004) New estimation and model selection procedures for semi-parametric modelling in longitudinal data analysis. J Am Stat Assoc 99:710–723 FAO (2001) Global forest resources assessment 2000: main report. FAO Forestry Paper 140. FAO, Rome, Italy Farrow RA, Floyd RB, Neumann FG (1994) Inter-provenance variation in resistance of Eucalyptus globulus juvenile foliage to insect feeding. Aust For 57:65–68 Finegan B, Camacho M, Zamora N (1999) Diameter increment patterns among 106 tree species in a logged and silviculturally treated Costa Rican rain forest. For Ecol Manag 121(3):159–176 Fitzmaurice GM, Laird NM, Ware JH (2004) Applied longitudinal analysis. Wiley, New York Fitzmaurice G, Davidian M, Verbeke G, Molenberghs G (eds) (2008) Longitudinal data analysis: a handbook of modern statistical methods. Chapman & Hall/CRC Press, London Galloway G (2003) Comparison of the performance of various sources of Eucalyptus grandis and operational clones under operational conditions. Sappi Forests Research File Note ESST002aK Gang Y, Weiqun C, Dongxiang L, Kang MZ, Letort V, Meijun X, Xinyuan H (2011) Growth and development simulation based on functional-structural model GreenLab for poplar (Salicaceae). Afr J Agric Res 6(13):3071–3077 Green PJ, Silverman BW (1994) Nonparametric regression and generalized linear mixed models. Chapman and Hall, London Herault B, Ouallet J, Blanc L, Wagner F, Baraloto C (2010) Growth responses of neotropical trees to logging gaps. J Appl Ecol 47(4):821–831 Heyde CC (1994) A quasi-likelihood approach to the REML estimating equations. Stat Probab Lett 21:381–384 Honkanen T, Haukioja E, Kitunen V (1999) Responses of Pinus sylvestris branches to simulated herbivory are modified by tree sink/source dynamics and by external resources. Funct Ecol 13:126–140 Kulheim C, Webb H, Yeoh SH, Wallis I, Moran G, Foley W (2011) Using the Eucalyptus genome to understand the evolution of plant secondary metabolites in the Myrtaceae. BMC Proc 5(7):1–2. https://doi.org/10.1186/1753-6561-5-s7-o11 Laird NM, Ware JH (1982) Random effects models for longitudinal data. Biometrics 38:963–974 Lin XH, Carroll RJ (2008) Non-parametric and semi-parametric regression methods for longitudinal data. In: Fitzmaurice G, Davidian M, Verbeke G, Molenberghs G (eds) Longitudinal data analysis: a handbook of modern statistical methods. Chapman & Hall/CRC, London Lin XH, Zhang DW (1999) Inferences in generalized additive mixed models using smoothing splines. J R Stat Soc Ser B 61:381–400 Malan FS (1995) Eucalyptus improvement for lumber production. In: Anais do Seminario Internacional de Utilização da Madeira de Eucalipto para Serraria, São Paulo, Brazil, pp 1 − 19 Melesse SF, Zewotir T (2013a) The effect of correlated climatic factors on the radial growth of Eucalypt trees grown in coastal Zululand of South Africa. Afr J Agric 8(14):1233–1244 Melesse SF, Zewotir T (2013b) Path models-approach to the study of the effect of climatic factors and tree age on radial growth of juvenile Eucalyptus hybrid clones. Afr J Agric Res 8(22):2685–2695 Melesse SF, Zewotir T (2015) Fitting three parameter growth curves using a nonlinear mixed effects modeling approach. S Afr Stat J 49(2):223–240 Melesse SF, Zewotir T (2017a) Variation in growth potential between hybrid clones of Eucalyptus trees in eastern South Africa. J For Res. https://doi.org/10.1007/s11676-017-0400-0 Melesse SF, Zewotir T (2017b) Comparison of two nonlinear curves to study the stem radial growth of Eucalyptus tree. Baltic For 23(2):438–448 Melesse SF, Zewotir T (2017c) Modelling the effect of tree age and climatic growth of Eucalyptus factors on the stem radial growth of juvenile Eucalypt. Bull Transylv Univ Brasov Ser II For Wood Ind Agric Food Eng 10(59(1)):11–26 Meng SX, Huang S (2010) Incorporating correlated error structures into mixed forest growth models: prediction and inference implications. Can J For Res 40(5):977–990 Owen DL (2000) South African forestry handbook, vol 1, 4th edn. Southern African Institute of Forestry, Pretoria, p 416 R Core Team (2017) R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/ Stanger TK, Galloway GM, Retief EC (2011) Results from a trial to test the effect of plot size on Eucalyptus hybrid clonal ranking in coastal Zululand, South Africa. South For J For Sci 73(3–4):131–135 Turnbull JW (1999) Eucalypt plantations. New For 17:17–52 Turnbull TL, Adams MA, Warren CR (2007) Increased photosynthesis following partial defoliation of field-grown Eucalyptus globulus seedlings is not caused by increased leaf nitrogen. Tree Physiol 27:1481–1492 Valeria M (2011) Additive Mixed Models applied to the study of red shrimp landings: comparison between frequentist and Bayesian perspectives. http://eio.usc.es/pub/mte/descargas/ProyectosFinMaster/Proyecto_393.pdf Van Wyk G, Schonau APG, Schon PP (1988) Growth potential and adaptability of young Eucalypt hybrids in South Africa. In: Proceedings “breeding tropical trees” IUFRO, Pataya, Thailand, pp 348−358 Verbeke G, Molenberghs G (1997) Linear Mixed Models in practice: a SAS oriented approach. Lecture notes in statistics 126. Springer, New York Verbeke G, Molenberghs G (2000) Linear mixed models for longitudinal data. Springer, New York Watt MS, Kimberley MO, Richardson B, Whitehead D, Mason EG (2004) Testing a juvenile tree growth model sensitive to competition from weeds, using Pinus radiata at two contrasting sites in New Zealand. Can J For Res 34(10):1985–1992 West B, Welch KB, Galecki AT (2006) Linear mixed models: a practical guide using statistical software. Chapman & Hall/CRC, New York Wood SN (2006) mgcv: multiple smoothing parameter estimation by GCV or UBRE. http://www.maths.bath.ac.uk/~sw283/ Wu H, Zhang JT (2006) Nonparametric regression methods for longitudinal data analysis. Wiley, Hoboken Zuur AF, Leno EN, Walker NJ, Savliev AA, Smith GM (2009) Mixed effects models and extension in ecology with R. Springer.com http://link.springer.com/book