【目的】基于黑龙江省31块样地177棵人工长白落叶松（Larix olgensis）干形数据，利用非线性混合效应模型构建长白落叶松削度方程，为落叶松人工林干形和立木材积的精准预测提供理论依据。【方法】在不同类型的削度方程中选择拟合效果最好的Kozak方程作为基础模型，通过再参数化的方法引入树冠特征变量，分析树冠大小对干形的影响；在包含树冠变量的模型基础上，结合混合效应模型考虑样地、样木效应对于干形的影响，建立长白落叶松削度方程；采用2种抽样方案（I不限定抽样位置；II抽样位置限定在相对高0.1以下）对混合效应模型进行精度检验。【结果】树冠变量中冠长率与干形关系最为密切，将冠长率引入模型后，提升了模型的拟合精度，且模型参数在5%显著性水平上均显著；通过似然比检验，样地效应和样木效应显著提升了模型拟合效果（P<0.01），并使用指数函数和CAR（1）结构来解决削度方程中普遍存在的异方差和自相关问题，最终的混合效应模型调整后决定系数(R2a)为0.994 1，均方根误差（RMSE）为0.623 1，拟合效果优于基础模型(R2a提高了0.4%，RMSE减小了24.6%)；当使用不同的抽样方案进行预测时，方案I表现出最高的预测精度，抽样数量为5时，平均绝对误差MAE为0.47 cm，平均绝对误差百分比MAPE为4.62%，而方案II不同抽样数量之间的预测效果差别不大（MAE的变化范围为0.520 3～0.536 6，MAPE的变化范围为5.14%～5.22%），但仍优于基础模型。【结论】将冠长率引入模型后，模型对干形的模拟更贴合实际中的林木生长；包含样地效应、样木效应的两水平混合效应模型可以很好的模拟长白落叶松的干形变化，为精准估计长白落叶松各材种和立木材积提供了基础。