几种阔叶树种生长量差异研究

陈志敏,束德翠,徐春玉,张靖,张德全

(1.山东省莒县林业局,山东日照276500;2.山东省林业监测规划院,山东济南250014)

几种阔叶树种生长量差异研究

陈志敏1,束德翠1,徐春玉1,张靖2,张德全2

(1.山东省莒县林业局,山东日照276500;2.山东省林业监测规划院,山东济南250014)

利用全国森林清查调查材料,用数理统计方法,检验白杨、黑杨、泡桐、刺槐、栎类和其他杂木等各阔叶树生长量的差异性,结果表明:各树种间指标波动性区别不大,刺槐、栎类树种表现出与其他树种有显著性差异。

生长量;阔叶树;差异显著

按照森林演替规律,山东省山区的针叶树种植被最终要被以栎类树种为代表的落叶阔叶树种所代替,演替的根本原因就在于对于营养空间的争夺,在针叶树木以其更强的抗旱生理特性达到郁闭成林后,由于土壤、气候条件得到了改善,阔叶树种开始侵入,由于阔叶树种有更高的生产力水平(即蓄积生长率较高),树势高大,在竞争中处于优势地位,主要是对光照的争夺,存活的主要因素是水分条件,而树木分化及演替的主要成因则是对光照的竞争。在当今的林业发展规划中,强调适地适树的原则,即不仅要求成活成材,而且把生长量也列入了考量指标,即在保证成活成材的同时,还要达到更高的木材生长量,以取得较高的社会、经济、生态三者综合效益。本文就生态生理相似的阔叶树种,进行生长差异性研究,用以分析它们取得较高社会、经济、生态三者综合效益的可能性。

1 材料来源

材料主要源自山东省林业监测规划院1988、1992、1997、2002年全国森林资源连续清查资料,及一些其他关于阔叶树种及作物生长机理资料。

2 研究方法

充分利森林资源连续清查卡片资料,搜集关于白杨、黑杨、泡桐、刺槐、栎类、其他杂木、落叶松林分的卡片资料,进行输机,用电子表格格式,只保留样地号、平均年龄(符号A,单位a)、平均胸径(符号D,单位cm)、平均高(符号H,单位m)、林分蓄积(符号M,单位0.000 1 m3)项目,并用公式算出年平均胸径生长量=D/A(单位cm a-1),树高平均生长量=H/A(单位m a-1),用公式Z=M/A计算出平均年均生长量(单位0.000 1 m3),用N代表样地检尺木(胸径大于5 cm的活立木)株数,所有这些数据均列电子表格进行统计分析。

由于报送所有材料均以667 m2方形样地(样点为样地西南角点,样地方向为坐标方位角的东西南北的正方形)为调查样本单元,而且样本抽样采用1∶5地形图双公里网(1988年为2 km×2 km,其余年份为2 km×2 km)机械布点的办法,经调查所有样地,均遵从正态分布,用2个方差齐性检验的办法来验证各个树种间各数量指标的差异显著性,进行一对一的比较检验。用各组内实验次数不等的情况下单因素方差分析来检验总体各因素之间的差异显著性的F检验(由于公式及运算过程烦琐,笔者采用计算机的电子表格计算完成,予以省略,只给出计算结果)。用F检验说明树种品种的分化程度,也就是其退化程度和种质的稳定程度。

用两两对照的办法,如果有一个样本数不足30,进行小样本方法的t检验,如果两个样本数均高于30,则进行大样本方法的正态分布(u)检验。用大样本小样本检验的办法,得出树种品种的生长量。经过数据核算,样本数大于3,就能满足精度90%以上的要求(过程从略)。经过核实每一树种的样本均高于这一数值,因此样本数量符合精度90%以上的研究精度要求。

3 研究结果

表1 F检验结果

3.1 各指标的波动性研究

通过材料整理取舍,经过计算机计算,反复核实无误后,得出分析结果如表1所示。其中用1,2,3, 4,5,6,7分别代表白杨、黑杨、泡桐、刺槐、栎类、其他杂木、落叶松,其中落叶松作为该研究的对照树种。F2-1是指白杨与黑杨样本的比较,依此类推。

表2 小样本检验结果

从表1中可以看出,方差齐性检验中,胸径生长量白杨与黑杨、栎类与刺槐、其他杂木与刺槐、其他杂木与栎类,作为对照树种的落叶松与刺槐、栎类、其他杂木之间两两对比均无显著性差异外,其余均不同程度地存在显著性差异。树高生长除黑杨与白杨之间以及其他杂木与栎类、刺槐之间,作为对照的落叶松与所有其他树种无显著差别外,其余均不同程度的显著性差异。蓄积生长量除栎类与白杨、刺槐之间,其他杂木与白杨之间,落叶松与泡桐和刺槐之间无显著性差异外,其余均有显著性差异。说明各树种间指标差异波动性变化较大,其中栎类与泡桐之间、刺槐与白杨之间、其他杂木与泡桐之间差异较大,作为对照的落叶松与其他树种之间差异较大,说明表现最为稳定的应当是泡桐,其次是白杨、黑杨。从中可以看出,刺槐、栎类、其他杂木种内分化较为严重,栎类表现尤甚,作为对照树种的落叶松相对阔叶树种来说,它的种内分化也很大,即栎类、刺槐、其他杂木林分质量有下降的趋势。但是阔叶树总的方差检验F值(用FT表示)各指标都较大,尤其是以蓄积及其年生长量数值最大,说明各树种间的生长指标差异较大。

3.2 阔叶类各树种品种生长指标的差异性研究

用t代表小样本检验,t2-1代表2(黑杨)对1 (白杨)的指标比较,表2中所列数据为所验指标的比较t值。有一个树种(品种)样本数小于30的就进行t值检验,两个树种样本数均高于30的,则进行大样本检验,符号含义与小样本类似,用u值进行比较检验。

表3 大样本检验结果

从表2、表3中不难看出,除黑杨、白杨之间大部分生长指标无显著性差异外,其余均表现出程度不同的差异性,有的差异极显著,差异显著可靠性最高达到99.9%(数字上标含有4个*的),1个*代表90%的可靠性,2个*代表有95%的可靠性,3个*代表有99%的可靠性。各生长量指标除黑杨与白杨之间表现相对差异性较小外,其余均表现出较强的差异性,落叶松作为对照树种,也表现出与各自阔叶树种的较大差异性,其中胸径年均生长量指标表现更为突出,由于受各种技术条件的限制,胸径的测量精度较高,年均胸径生长量从大到小排序为:泡桐(32),黑杨(20),白杨(17),其他杂木(9.19),刺槐(8),落叶松(4.93),栎类(3.9)。但是由于株数及树高、树木形数的差异,反应生长量更为精确的指标应当是蓄积量年均生长量,标准地蓄积量年均生长量排序为:泡桐(368),黑杨(358),其他杂木(172),白杨(171),落叶松(117),刺槐(95),栎类(88)。单从生长量这一指标来看,造林树种要淘汰的首选栎类,但是它作为一个温性落叶阔叶林树种的典型代表,主要是山区土壤瘠薄以及人们的过度破坏所致,作为山区造林的先锋树种,特别是直播造林方面具有不可替代的作用,因此加以保护和发展。从蓄积年生长量来看,泡桐与黑杨,其他杂木与白杨,落叶松、刺槐、栎类三者之间差异较小。刺槐和栎类生长量反而低于针叶树的落叶松,因此对面积较大的刺槐要控制其发展规模,提倡有性繁殖,选择优良家系,不断提高种苗品质,逐步消除根孽繁殖。

4 讨论与说明

通过检验表明,阔叶树种中,可适当控制刺槐种植规模,逐步消除它的无性繁殖,推行有性繁殖。提倡发展泡桐和黑杨,作为对照的落叶松也可适当发展。笔者并不主张对表现不好的树种坚决剔除的做法,可对有培育前途的树种家系进行种质资源保护,防止其种质资源退化,以发挥更加积极的作用。建议包括黑杨在内的所有树种,均要进行有性繁殖,进行优良家系的试验,并对良好的种质资源加以利用和保护,对于杨树品种要力求高产、稳产、高质,不要一味图新,对发现的好品种,可通过有性繁殖的方法加以保护,以防种质资源的退化。本研究用方差齐性检验的办法来验证技术指标变化的相对稳定性,用小样本、大样本检验来研究各指标的差异性,大部分年均指标比样地总的调查指标表现更为突出,因此选定合理的验证指标及尺度尤为重要。由于技术资料及时间等方面的限制,本研究不足之处在所难免,在实际应用中应从际出发,根据当地生产实践经验加以修正与验正,以把此课题的研究更加引向深入,向着更高的顶点前进。

[1]周光裕.山东森林[M].北京:中国林业出版社,1986

[2]沈长泗,陈金敏,张志华,等.采用树木年轮资料重建山东沂山地区200多年来的湿润指数[J].地理研究,1998(2):39-45

Differences of Growth of Several Broad-leaved Trees

Chen Zhimin1,Shu Decui1,Xu Chunyu1,Zhang Jing2,Zhang Dequan2
(1.Forestry Bureau of Ju Country of Shandong Province,Rizhao 276500,China; 2.Forestry Survey and Planning Institute of Shandong Province,Jinan 250014,China)

Differences of growth for Populus alba,Populus nigra,Paulowniafortunei,Robinia pseudoacacia,Quercus spp.and weed trees were determined based on survey data of China forest assessment by using mathematics statistic method.Result shows that undulatory property of index among each species is not big;Robinia pseudoacacia, Quercus spp.have significant differences with other species.

growth;broad-leaved trees;significant differences

S758.1

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.012

1005-5215(2015)11-0034-03

2015-08-18

陈志敏(1967-),男,山东莒县人,大学,高级工程师,从事林业调查规划新型技术研究.