溆浦县马尾松人工林立地指数简表编制

刘燕英， 郭文清， 刘崇艺

(1.溆浦县林业局， 湖南 溆浦 419300； 2.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004；3.怀化市林业局， 湖南 怀化 418000)

溆浦县马尾松人工林立地指数简表编制

刘燕英1， 郭文清2， 刘崇艺3

(1.溆浦县林业局， 湖南 溆浦 419300； 2.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004；3.怀化市林业局， 湖南 怀化 418000)

以湖南省溆浦县马尾松人工林为研究对象，采用优势木树高与年龄关系的常用数学模型，研制马尾松人工林立地指数导向曲线模型。结果表明：导向曲线方程H=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914是最适合的导向拟合曲线；马尾松人工林的标准年龄应定为20年，优势高在11～29 m范围内可划分为9个立地指数级。选用相对优势高法展开导向曲线编制形成立地指数表，检验结果表明所编立地指数表精度高、适用性强，能够客观评价溆浦县马尾松人工林的立地质量。

立地指数； 导向曲线； 马尾松

针对同龄林林分，通常选用林分高来估计立地质量，这种方法对于评定立地质量效果显著[1]。立地指数能够更为直观、便捷地评价认定立地质量，因此受到了广泛关注[2-4]。马尾松是南方的主要用材树种，本文通过研究马尾松人工林立地指数导向曲线模型，为正确选择适宜的马尾松造林地提供科学依据，借助于马尾松人工林立地指数表，确定马尾松造林地立地质量等级，划分林地指数类型，做到适地适树，以克服造林经营的盲目性，指导马尾松人工造林和生产实践[5]。

1 研究区概况

会同县隶属于湖南省怀化市，地处云贵高原东缘斜坡，雪峰山脉的西南，全境属中、低山区，境内属亚热带湿润季风气候，主要特点为四季分明、降雨适中、夏无酷热、冬少严寒。年平均气温16.6 ℃，1月平均气温4.9 ℃，极低气温为-8.5 ℃；7月平均气温27.3 ℃，极端高温为39.1 ℃，全年无霜期可达303天，年均降雨量为1 304.2 mm。年蒸发量小，相对湿度大，年均相对湿度达83%。植被在全省植被分区中，属南岭西部植被区系。总之，境内群山起伏，土层深厚肥沃，气候温和，无霜期长，雨量适中，植被繁茂，为发展林业生产提供了得天独厚的优越环境[6]。

2 研究方法

2.1 数据获取

收集调查了怀化市溆浦县马尾松人工林114块样地调查数据资料，选测优势木每100 m21株，共114株，优势木解析木35株。样地面积为100～600 m2，优势木平均胸径分布范围4.9～35.3 cm，平均高分布范围4.3～26.8 m。优势木解析木年龄范围为11～33年，胸径范围为4.6～37.6 cm，树高范围为6.2～27.2 m。

2.2 数据分析

2.2.1 传统导向曲线法 传统导向曲线法要求在采集同一林分所有可能出现的立地条件中，多个年龄的样地优势木年龄ti和优势木高Hi，数据是近似等概率抽样的样本。再利用树高生长方程配置导向曲线，然后扩张成立地指数曲线簇，如式(1)。

(1)

即立地指数曲线F和导向曲线具有相同的形式，并且参数c相同[5]。

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

其中，yi为树高实际值，xi为树高理论值，n为检验样木的株数。

通过建立yi与xi之间的一元线性回归方程，计算得到模型的预估精度，并计算出回归标准差和回归标准误，其中参数估计方法采用最小二乘法估计[10-14]。

(7)

3 结果与分析

以湖南怀化地区114块马尾松人工林样地数据资料为基础，采用Forstat 2.1 软件中立地指数曲线中的传统导向曲线法，根据马尾松林的年龄和优势木高建立马尾松人工林立地指数表，并对其结果进行分析。

3.1 导向曲线模型建立与精度分析

运用统计和生物学模型即Forstat 2.1软件计算导向曲线模型及参数，首先在数据窗口里建立数据文件，如图1所示。

图1 马尾松立地指数导向曲线建模数据Fig.1 The data of the site index of guiding curve of Pinus massoniana

运行程序，单击林业模型，然后依次单击立地指数曲线、传统导向曲线法，结果弹出模型方程组以及模型参数的输入窗口，如图2所示。

图2 马尾松立地指数导向曲线模型对话框Fig.2 The dialog box of guiding curve model for the site index of Pinus massoniana

在对话框输入基准年龄、基准年龄初始平均高、基准年龄最大平均高、立地指数级距和立地指数表中的起始年龄、最大年龄、龄级距。马尾松采用20年为基准年龄，最小年龄为5年，最大年龄为35年。最后选择理查兹曲线对数解法方程，点击确定即可得到模型参数：

A=439.933 635 326 617，

B=0.913 658 673 242 007，

C=1.000 253 989 098 02E-03

将模用的参数带入模型中得到马尾松人工林导向曲线模型为：

H=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914

由导向曲线模型可得到马尾松人工林立地指数导向曲线图，如图3所示。

图3 马尾松人工林立地指数曲线图Fig.3 The chart of the site index curve of Pinus massoniana

经检验知，马尾松立地指数导向曲线方程

的方差为27.755 415 819 877 5，方程协方差为 26.693 131 244 568 9，模型的相关系数为0.937 4，模型精度较高、适用性强。

3.2 马尾松人工林立地指数表简制

标准年龄又称为基准年龄，目前标准年龄的确定方法还没有一个统一的规定。基准年龄一般取树高生长旺盛期直到树高生长停止期之前的一半，大约为近熟林开始时的年龄，马尾松多用20年为基准年龄[5，15]。指数级距主要根据某一地区树种在标准年龄时，树高的绝对变动幅度及经营水平来确定。根据马尾松的编表资料，其在标准年龄时的优势木树高的最小值为11 m，最大值为29 m，根据马尾松的生长特性，将其指数级距定为2 m，即立地指数级分别为12～28等9个指数级。

以导向曲线为基础，按标准年龄时树高和指数级距，采用树高标准差、变动系数和相对优势高等方法，可形成地位曲线簇。通过软件计算可得出地位指数曲线簇的回归系数值，如表1所示。

表1 马尾松地位指数曲线簇回归系数Tab.1 TheclusterofsiteindexcurveofPinusmassoniana立地指数ABC14431.8386580.9136590.00100016503.8117670.9136590.00100018575.7848770.9136590.00100020647.7579860.9136590.00100022719.7310960.9136590.00100024791.7042060.9136590.00100026863.6773150.9136590.00100028935.6504250.9136590.001000301007.6235340.9136590.001000

将表1中的各项回归系数带入马尾松人工林导向曲线模型

H=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914

中可得各立地指数曲线图，如图4所示。

图4为一个由树高导向曲线方程生成的同行立地指数曲线簇，簇内各立地指数曲线的参数为：

L=14，16，…，30

最后通过导向曲线模型和立地指数导向曲线簇计算得出各种立地指数条件下不同年龄的优势高，即立地指数表，如表2所示。

图4 各立地指数曲线图 Fig.4 All of the site index curve

表2 立地指数简表Tab.2 ThesimpletableofsiteindexAGE指数12141618202224262853.403.974.545.115.676.246.817.387.9464.024.695.366.036.707.378.048.719.3874.635.406.176.947.718.489.2510.0210.7985.226.096.967.848.709.5810.4511.3212.1895.816.787.758.729.6910.6611.6312.6013.57106.407.478.539.6010.6711.7312.8013.8614.93116.988.149.3010.4711.6312.7913.9615.1216.28127.558.8110.0711.3312.5913.8515.1016.3617.62138.129.4810.8312.1813.5414.8916.2417.6018.95148.6910.1311.5813.0314.4815.9317.3718.8220.27159.2510.7912.3313.8715.4116.9518.4920.0421.58169.8011.4413.0714.7116.3417.9819.6121.2422.881710.3612.0813.8115.5417.2618.9920.7222.4424.171810.9112.7314.5416.3618.1820.0021.8223.6425.451911.4613.3715.2717.1819.0921.0022.9124.8226.732012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.0026.0028.002112.5414.6316.7218.8120.9022.9925.0827.1729.262414.1516.5118.8721.2223.5825.9428.2930.6533.012715.7318.3520.9823.6026.2228.8431.4734.0936.713017.3020.1823.0625.9528.8331.7234.6037.4840.373318.8521.9925.1328.2731.4134.5537.7040.8443.983620.3823.7727.1730.5733.9737.3640.7644.1647.553921.8925.5429.1932.8436.4940.1443.7947.4451.0974022.4026.1329.8633.6037.3341.0644.8048.5352.264122.9026.7130.5334.3538.1641.9845.8049.6253.43

3.3 马尾松人工林立地指数表检验

利用现有的35株优势木解析木的年龄和树高，在编制的立地指数表中查出其所在的立地指数级，再分别按立地指数级求出其树高理论值，对理论值及实际值进行精度检验及适用性检验。

3.3.1 精度检验 经检验得ME=-0.05，E=-1.19%，MAE=3.16%，P=96.7%(回归标准差=0.307，回归标准误差=0.058)，检验结果表明估计精度(95%)是可靠的。

4 结论与讨论

(1)采用Forstat

2.1 软件对溆浦县114株优势木树高、年龄进行分析，拟合得到了马尾松人工林立地指数导向曲线模型

H=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914，

(2)编制的立地指数简表，除了能够为经营和管理马尾松人工林提供一定参考以外，更重要的是能为正确的预测马尾松的生长量和收获量提供依据。同时也可以为其生长的相似地区提供借鉴，从而在林业和环境建设方面发挥重要的作用。

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(文字编校：张 珉)

CompilationofsiteindextableforplantationsofPinusmassonianaforestinXupuCounty

LIU Yanying1， GUO Wenqing2， LIU Chongyi3

(1.Forestry Bureau of Xupu County， Xupu 419300， China； 2.Hunan Academy of Forestry， Changsha 410004， China； 3.Forestry Bureau of Huaihua City， Huaihua 418000， China)

Taken thePinusmassonianaforest in Xupu County of Hunan as the study object，the mathematical model of the relationship between dominant tree height and age was used to study the site index guiding curve model ofPinusmassonianaforest.The results indicated that curve equation ofH=439.93×(1-exp(-0.001×AGE))0.914had the best fit among the selected curves.The standard age ofPinusmassonianaforest was set to 20 years，and 9 index classes were divided within dominant height 11～29 m.Site index table was constructed by the expansion of the guide curve using comparative dominant height method.The results showed that the site index table was applicable and accurate in evaluating the site quality ofPinusmassonianaforest in Xupu County.

site index； guiding curve；Pinusmassoniana

2014-12-12

S 791.248

A

1003 — 5710(2015)01 — 0044 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 01. 011