Аллометрическая модель

Dec 06, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7527 (2022) Цитировать эту статью

2208 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Быстрый темп роста, высокое производство биомассы и ежегодный сбор урожая делают бамбук подходящим видом для коммерческого производства. Доступны аллометрические уравнения для многих пород широколиственных и хвойных деревьев. Однако знания о производстве биомассы и аллометрических уравнениях бамбука ограничены. Целью данного исследования является разработка видоспецифичных аллометрических моделей для прогнозирования значений биомассы и синтетической высоты в качестве прокси-переменной для семи видов бамбука в предгорьях Гималаев. Две аллометрические модели на основе степенной формы использовались для прогнозирования надземной биомассы и биомассы соломы, используя только диаметр на высоте груди (D) и D в сочетании с высотой соломы (H) в качестве независимой переменной. Это исследование также расширилось до создания аллометрической модели H – D, которую можно использовать для получения синтетических значений H в качестве показателя отсутствующего H. В семи изученных видах бамбука среди трех основных компонентов биомассы (стебли, ветви и листва) стебли являются важнейший компонент с наибольшей долей (69,56–78,71%). Распределение процентной доли (%) стеблей, ветвей и листвы по отношению к надземной свежей массе значительно варьируется между различными видами бамбука. D. hamiltonii имеет самую высокую продуктивность по надземным компонентам биомассы. Отношение сухого и свежего веса семи видов бамбука оценивалось для стеблей, ветвей, листвы и надземной биомассы для преобразования свежего веса в сухой вес.

Бамбук — группа многолетних растений, принадлежащих к семейству Poaceae. Быстрый темп роста, высокое производство биомассы и ежегодный сбор урожая делают бамбук подходящим видом для коммерческого производства. Существует 1642 вида бамбука, которые занимают широкий экологический режим по всему миру, главным образом в тропических и субтропических регионах1. Во всем мире бамбук занимает площадь более 35 миллионов га и покрывает 3,2 процента лесных площадей принимающих стран, или около 1 процента мировой лесной площади2,3. Индия является одной из самых богатых стран мира с точки зрения генетических ресурсов бамбука: здесь насчитывается 125 видов бамбука, принадлежащих к 23 родам. Площадь бамбука в стране составляет 15,68 миллиона гектаров, что обеспечивает средства к существованию около 2 миллионов традиционных ремесленников за счет сбора урожая, переработки, создания добавленной стоимости и продажи бамбуковых изделий4. Спрос на бамбук оценивается в 26,69 млн тонн при предложении в стране в 13,47 млн тонн5. В целом бамбук способствует достижению важных целей Повестки дня ООН в области устойчивого развития на период до 2030 года, в частности, ЦУР 1, ЦУР 7, ЦУР 11, ЦУР 12, ЦУР 13, ЦУР 15 и ЦУР 176.

Изменение климата из-за выбросов парниковых газов и истощения ресурсов ископаемого топлива является серьезной глобальной проблемой. На Конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата (COP26), посвященной климатическому кризису 2021 года, организованной в Глазго, Великобритания, Индия поставила цель снизить интенсивность выбросов на 33–35% в период с 2005 по 2030 год и сократить выбросы углекислого газа до нулевого уровня к 2070 году. . Индия также намерена создать к 2030 году дополнительный поглотитель углерода в размере от 2,5 до 3 миллиардов тонн эквивалента CO2 за счет дополнительных лесов и древесного покрова. Подходы к смягчению последствий изменения климата широко включают в себя: (i) традиционные усилия по смягчению последствий (технологии декарбонизации и методы, которые сокращают CO2) , (ii) методы отрицательных выбросов (биоэнергетический улавливание и хранение углерода, биоуголь, усиленное выветривание, прямой улавливание и хранение углерода в воздухе, удобрение океана, повышение щелочности океана, секвестрация углерода в почве, облесение и лесовосстановление, строительство и восстановление водно-болотных угодий) и (iii) технологии радиационного воздействия геоинженерии (инъекция стратосферных аэрозолей, осветление морского неба, истончение перистых облаков, космические зеркала, осветление наземных объектов и различные методы управления радиацией)7,8. Технологии геоинженерии радиационного воздействия в настоящее время не включены в политические рамки7. На данный момент оценки МГЭИК включают две технологии отрицательных выбросов, а именно: биоэнергетическое улавливание и хранение углерода, а также облесение и лесовосстановление для оценки осуществимости достижения целей Парижского соглашения9.

3 years old) were harvested randomly for each species in each clump. The age of mature culms in the clumps was determined on the basis of culm sheath, colour of culms, position of the culms, and growth and development of branches and leaves41. The summary statistics for biometric parameters of different bamboo species studied are given in Table 1.The diameter of each bamboo culm was measured at breast height with the help of a caliper. After harvesting the culm, its height was measured with the tape and separated into different components viz., leaf, branch and culm. Fresh weights were taken for respective components in the field. Subsamples from upper, middle, and lower portions of the culms of different ages were oven-dried at 65 °C to constant weight for determining the ratio of dry weight to the fresh weight42./p> 3 years old bamboo plantations, three allometric equations [allometric form (1) in A1 and A2; allometric form (2) in A3] were established for the fresh aboveground biomass (AGB) and fresh culm weight for the seven bamboo species. Furthermore, utilising diameter at breast height (H) as a predictor of bamboo height (H), allometric model A1 was established once more. The ranging value of adjusted-R2 (Adj.R2) (0.82–0.97), AIC (190.24–562.79) and BIC (205.57–580.74) for the three models suggested differential fitting accuracy, but high Adj.R2 and low AIC and BIC value for the three model, evidenced appropriateness of adopting allometric models (Table 5)./p>

0.7 except the species B. nutans with Adj.R2 = 0.69 (Table 9). B. bambos, on the other hand, had the highest Adj.R2 (0.89), lowest AIC (156.04) and BIC (497.83). In contrast, the highest AIC (497.83) and BIC (485.78) value were found in D.hamiltonii. Further, the prediction accuracy of the fitted models H–D was evaluated, and it was discovered that the bias of the fitted models was extended between − 1.57 (in B. vulgaris) and − 3.91 (in D. stocksii). The RMSE ranged between 1.16 (in D. strictus) to 2.70 (in D. hamiltonii). The lowest value of MAPE (9.34) was found in B. bambos, while the highest MAPE (20.52) was observed for D. hamiltonii (Table 10)./p> B. balcooa > B. nutans > D. hamiltonii > D. strictus > B. bambos > D. stocksii. Branch biomass was highest in B. nutans followed by B. balcooa and minimum in D. strictus, while foliage biomass was highest in B. nutans followed by B. vulgaris. Total biomass was highest in B. balcooa (212.6 Mg ha−1), followed by B. nutans (209.2 Mg ha−1). The mean total biomass ranged from 11.87 Mg ha−1 y−1 in D. stocksii to 30.37 Mg ha−1 y−1 in B. balcooa. The biomass carbon storage in the present study ranged from 40.8–104.2 with annual carbon storage rate of 5.83–14.88 Mg ha−1 yr−1 (Table 11)./p> 0.7) except B. nutans (0.69). The highest fitting accuracy was observed in B. bambos, whereas the lowest value observed in D. hamiltonii (Tables 9 and 10). Similar, result was also pointed out by Kempeset al.24 and Sileshi25. The H–D relationship was developed using > 3-year-old bamboo plantation where H reached to plateau i.e., there is no growth in diameter and height65. As per our knowledge, for the first time, this study has established allometric modelling for quantifying H–D relationship between the seven-bamboo species viz., B. bambos, B. nutans, D. stocksii, B. vulgaris, B. balcooa, D. hamiltonii, and D. strictus./p> 20-year-old clump) dry tropical bamboo savannah with density of 253–267 ha−1 66 and 30–49 Mg ha−1 in 3–5-year-old D. strictus plantation in a dry tropical region67. The values for B. bambos (89.23 Mg ha−1) is comparatively much lower than reported values of 109–167 Mg ha−1 for B. bambos plantation in eastern India68 and 287 Mg ha−1 for B. bambos in south India69. The lowest biomass in B. bambos is attributed to the large scale mortality of new bamboo shoots after the first harvest of clump in 2018. The values for B. balcooa and B. vulgaris 208 and 212 Mg ha−1 for 7 years with mean productivity of 29–30.3 Mg ha−1y−1 are higher than biomass produced from Miscanthus (5.9–13 Mg ha−1y−1)70 but comparable to the values of 121.5 Mg ha−1 for 4 years with mean productivity of 30.4 for mix stand of B. cacharensis, B. vulgaris and B. balcooa in north east India71./p>

Предыдущий: Являясь связующим звеном между школой и городом, этот культурный и спортивный центр от OPEN Architecture достигает «внутреннего космоса и внешнего обмена» благодаря дизайну, основанному на индивидуальности и целостности. Следующий: Птичий домик вновь открывается в Смитсоновском национальном зоопарке и институте природоохранной биологии

Отправить запрос

Отправлять