落叶松枝条特征研究概述

张天雄

摘 要：落叶松分布在我国东北、内蒙古以及华北、西南林区，为松科落叶松属落叶乔木。落叶松是的高山针叶林的主要森林组成树种，是东北地区主要三大针叶用材林树种之一。落叶松分布广泛，是寒温带及温带的主要树种，在针叶树种中是最耐寒的，垂直分布达到森林分布的最上限。

关键词：落叶松；枝条特征；研究

落叶松的木材重而坚实，抗压及抗弯曲的强度大，且耐腐朽，木材工艺价值高，是电杆、枕木、桥梁、矿柱、车辆和建筑等优良用材。同时，由于落叶松树势高大挺拔，冠形美观，根系十分发达，抗烟能力强，是一个优良的园林绿化树种。在“三北”防护林建设中，落叶松已成为主要造林树种。在东北山地人土林建设中，也己成为三大针叶造林树种（红松、落叶松、樟子松）之一。

1 国内外研究现状及发展趋势

落叶松具有耐寒、喜光、耐干，以及生长快、产量高、材质好和用途广等特点，是东北地区主要三大针叶（落叶松、樟子松、红松）用材林树种之一。目前，落叶松是东北林区人工造林面积最大的树种[2]。树冠模型作为树木生长模型的重要组成部分，树冠模型研究不仅涉及到侧枝数量、长度和角度等静态指标，尤其重要的是要充分考虑到这些指标的时、空动态过程。随着数学模型和计算机模拟技术在植物科学中的应用，一些学者针对某些树木的分枝格局展开了模拟技术的研究，使树木构筑型的研究逐渐向定量化和科学化发展。表现在所建立的林分生长模型从全林分模型到径阶分布模型再到单木生长模型，越来越精细化。利用树木解析、枝解析的方法，采用落叶松树木解析、枝解析的数据来探讨落叶松的枝条的生长动态从而了解落叶松树冠冠形变化规律，为更好地解释和评估经营措施对树木或林分生长产生的效果提供理论依据，且对提高落叶松林分生长和收获的预测有着重要的意义。

1.1 树冠的国外研究概述

树木的地上部分主要由树干、树枝、树叶等部分组成。其中枝、叶组成的树冠是树木进行光合作用、呼吸作用等一系列生理活动的主要部位，其大小、结构、形状及其在林分中的分布形式直接决定了树木个体的各组分产量、生长活力和生产力，并反映了林木在林分中的长势情况[3-4]。作为树冠的重要组成部分的枝条，不但为树木进行光合作用提供了场所，而且其生长、分布直接影响着树冠的形状和大小，间接影响着树木光合作用的面积和有机物传输的距离，反映了光合作用效率，影响树木的同化作用，可以作为树木生长的基本依据之一。因此，研究树木的枝条生长规律，对于深入研究树木的生长和经营活动具有重要意义。

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用等生理活动的主要场所，其形状决定了树木的生长状况和林分动态=。树冠形状和结构能用来估计树冠盖度、体积、表面积、树叶分布和透光率。树冠宽度决定了树木之间的竞争能力及林分郁闭程度，因此树冠形状的准确表述是许多生物过程模型的重要组成部分。因此，通过定量和定性分析建立树冠变量的数学模型来精确描述树冠形状是十分必要的。

树冠形状在国外的研究已有几十年的历史。任何一种形状都不可能完满地描述所有树种在不同阶段树冠形状的变化，同时，也不会完全适应某一树种的所有林分，如国外专家曾提出针叶树在幼龄林阶段树冠形状是近似于锥形的，随着生长逐渐变成圆形。国内外专家提出了许多不同形式的树冠形状模型。

模型构建过程大致可划分为直接和间接方法：直接方法是把树冠设想成一种或几种不同的几何形状。譬如国外许多专家常常将树冠形状分为横断面和纵断面两个方面来研究。树冠横断面形状是指树冠内不同高度处的横断面的形状。比如林分中的优势木或亚优势木各部位的树冠直径绕干轴是对称的，所以其横断面近似为圆形； 但对于林分中的中庸木或被压木来讲，树冠偏斜严重，其横断面近似为多边形或椭圆形。许多学者对树冠的横断面研究大多采用了上述方法即用简单的几何图形来近似地表示树冠形状。有专家在对树冠形状进行研究时就曾将树冠横断面分为圆形、椭圆形和三角形，然而大多数学者更倾向于将树冠形状视为圆形。树冠的纵断面形状，多数学者认为其形状近似于抛物线体，而有的专家则将树冠纵断面形状看作非抛物线体等简单函数的立体曲面。

以上所提到的树冠形状模型都是采用线性和非线性回归模型。传统回归模型只能反映变量的平均变化趋势，不能反映个体的不同。混合模型是近年来广泛应用于林业的建模方法。主要用于具有层次结构（林分、树木和样本）和随机效应的数据。与传统的回归分析相比，混合模型能满足独立同分布的假设，能得到渐进最优无偏参数估计，并用方差-协方差结构来反映数据间的相关性及异质性。混合模型包括总体和个体预测，总体预测相当于传统回归模型预测，而个体预测通过二次抽样校正随机参数来反应林分或树木之间的差异。此外，混合模型能大大提高模型预估精度，通过引入随机变量能解释生理和生态变化规律。混合模型理论在林业上主要用于对树干削度方程、树高模型、树木生长和收获模型以及生物量模型的研究。但是基于混合模型在樹冠形状的研究，目前国内外还未见报道。

1.2 树冠的国内研究概述

近几年，国内也有许多学者对树冠形状和结构也进行了深入研究。就树冠形状而言，专家曾将树冠横断面看作是以东西长和南北长（冠长）为对角线的菱形。有的则认为树冠形状近似为圆形及呈抛物线体，可用幂函数来表示。专家对长白落叶松的树冠形状、结构及林分动态进行了具体的研究；对樟子松人工林树冠结构的分形进行了分析；以油松为研究研究对象对树冠枝条生长规律进行了研究。研究了1250株望春玉兰幼龄树的枝条分布状态、主侧枝多少、枝角大小和自然类型等一般结构特点，并对树体结构的成层规律、成层数与侧枝数分布规律、层枝数、棱角与光照强度的关系、枝量分布规律、冠层内叶片分布规律进行了分析，得出结论将其划分为疏枝型、密枝型和自然开心型等三种主要树体结构类型，并就培育速生丰产树体结构提供了具体技术措施及理论依据。还有一些学者从生理生态学角度对树冠结构进行深入研究。这些研究成果为落叶松人工林树冠结构规律的进一步研究提供理论依据。

2 结束语

落叶松是东北地区主要三大针叶（落叶松、樟子松、红松）用材林树种之一。目前，东北三省落叶松人工林面积达400多万公顷，占东北人工林面积的70%左右。树冠形状影响树木的生长。树干结构（树皮数量、生长轮宽度、晚材率和心边材数量）决定木材的质量和价值。随着森林经营集约化程度和生态系统管理的不断提高，如何科学经营森林以提高落叶松人工林林木生长量、出材量以及木材质量是一个重大的理论和实践问题。

文章通过对树木的枝条生长规律国内外研究状况分析，了解了落叶松的枝条的生长动态从而了解落叶松树冠冠形变化规律，为更好地解释和评估经营措施对树木或林分生长产生的效果提供理论依据，且对提高落叶松林分生长和收获的预测有着重要的实际意义。

参考文献

[1]郝斯琪，宋博骐，李湃，李耀翔，李谦宁，李祥，宁媛松.基于近红外光谱与BP神经网络预测落叶松木屑的含水率[J].森林工程，2012，04：9-11.

[2]全山虎，庞凤艳.温度对落叶松小径木异型材弦向干缩系数的影响[J].森林工程，2012，06：11-14.

[3]孟春，罗京，庞凤艳.落叶松人工林土壤主要营养元素时空变异[J].森林工程，2013，03：33-38.

[4]徐庆祥，卫星，王庆成，高振岭.抚育间伐对兴安落叶松天然林生长和土壤理化性质的影响[J].森林工程，2013，03：6-9.