人工福建柏胸径与树高关系的研究
2017-04-10卢春英
卢春英
摘要 采用样地调查的方法对人工福建柏进行调查，应用概率密度函数中运用最广的Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直线、二次曲线等6种理论生长方程，拟合福建柏胸径与树高的关系。结果表明：Weibull方程的拟合效果最好，相关系数最大（0.966 3），剩余平方和最小（91.769 1），更能准确描述福建柏的胸径树高生长特性，更适合于建立人工福建柏的胸径树高生长模型。Gompertz、Richards模型拟合效果稍逊Weibull模型。福建柏胸径和树高的关系模型的研究对该区域内福建柏的研究和生产应用具有非常重要的作用，可用于林业生产实践上使用。
关键词 福建柏；树高；胸径；拟合方程
中图分类号 S791.43 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）04-0135-02
福建柏[Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas]为福建省主要造林树种，亦是国家二级保护的特有珍贵用材树种，因最先在福建省采到标本而得名。自1955年以来，福建省先后在30多个县（市、区）营造了福建柏人工林[1]。胸径和树高是研制和应用生长收获模型的基础，在单木材积计算、林分生长和收获预估中不可或缺。很多研究表明，树高和胸径间有着很高的相关性，简单、准确的树高胸径模型有利于树高的准确估算。因此，模型的构建是十分必要的。陈 灿等[2]对东南沿海湿地松防护林胸径、树高关系进行研究，拟合湿地松胸径与树高的关系。孔雨光等[3]对山东省黑杨树高与胸径关系进行研究，建立适用于山东省内的黑杨胸径树高关系模型。罗建平[4]采用随机抽样调查的方法，對福建省闽清峦大杉的胸径与树高生长模型进行了测定，通过回归分析的方法筛选出了胸径与树高的最佳相关模型。
对福建柏的研究多数集中在资源分布、林分断面积生长模型、地位级指数曲线模型的研制、单木生长模型、人工林标准收获表[5-9]及人工林林分出材率表[1]编制等方面，而对福建柏树高和胸径的关系模式的研究还未见报道。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
研究调查时间为2016年5月。福建柏样地设置于福建省永定仙岽国有林场，位于福建省龙岩市永定区南部，地处东经116°50′30″～117°57′59"、北纬24°22′41″～24°37′23″，东部、南部与漳州市平和县相连，西部与广东省大埔县接壤，北接永定区下洋镇、湖坑镇。全场东西宽4～7 km，南北长约31 km，经营总面积5 414 hm2。属中亚热带季风气候，常年温暖湿润，水热条件好。年均气温18.40～20.30 ℃，年降水量1 450～2 200 mm，年日照时数1 759～2 022 h。蒸发量1 436～1 780 mm，相对湿度72%～80%。年平均无霜期262～317 d。林场乔木植被多为人工林、亚热带常绿阔叶林、天然次生林。人工林主要为马尾松、杉木、木荷，天然林主要为栲槠类阔叶树以及马尾松、杉木等针叶树种。
具体研究地点为该场初溪工区下兰山场803林班010大班070、110小班，面积13.33 hm2。该林分为1974年种植的福建柏人工林，面积连片，坡位中、上部，坡向为东北，坡度25°左右，海拔810～950 m，土壤为黄壤，立地质量等级Ⅱ～Ⅲ级。林分平均胸径18.2 cn，平均树高12.9 m，郁闭度0.8～0.9，有少量的结实，已列入2016年福建省福建柏采种基地。
1.2 试验方法
1.2.1 调查方法。在研究的福建柏林群落中，采用相邻格子法设置25.82 m×25.82 m正方形临时样地5块，每块样地0.666 7 hm2，5块总面积为3.333 5 hm2。样地用测树罗盘仪测量边界，用测树卷围尺测量胸径，在每个样地内进行每木检尺，测定每1株福建柏的胸径、树高，5块样地共测得675株，记录样地经纬度、海拔、坡度、坡向以及植被群落的基本信息，如林龄、起源、郁闭度等。
1.2.2 平均胸径和树高的筛选。在1个样本中，选取若干个胸径值相近的个体，对胸径、树高分别求平均值，并从这些相近的胸径、树高值中选取1个与平均胸径树高值相近的胸径、树高值作为1个代表值。以此类推，1个样本选取50个代表值，5个样本共得250个代表值（表1～5）。
1.2.3 模型的选择。应用Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直线、二次曲线等[2-4] 6种理论生长方程，利用250个胸径与树高代表值，胸径、树高数据回归分析采用Originpro 8.0软件分析，拟合福建柏胸径与树高的关系。
2 结果与分析
由表6可以看出，6种曲线方程均能够较好的拟合样木胸径树高的关系。根据“R（相关系数）越大、剩余平方和越小，拟合结果越好”的原则，通过6个方程对福建柏的胸径与树高进行拟合比较可知，①相关系数。直线（0.939 1）
3 讨论
大量研究表明，在曲线拟合过程中要有较高的相关系数和较少参数且符合生物学特性[10]。因此，直线方程Y=6.91+0.31X，虽然在6种方程中拟合效果最差，但其依然能较好地解释胸径与树高的关系，相关系数也达到了0.939 1。因此，在野外需要计算根据胸径计算树高时，直线方程也是一个不错的选择。
4 参考文献
[1] 庄晨辉，江希钿，陈信旺 福建柏人工林林分出材率表编制的研究[J].中南林业调查规划，2004（8）：1-3.
[2] 陈灿，洪伟，吴承祯，等.东南沿海湿地松防护林胸径树高关系研究[J].农学学报，2011（8）：35-40.
[3] 孔雨光，杨传强，王森林，等.山东省黑杨树高与胸径关系研究[J].山东林业科技，2013（4）：81-82.
[4] 罗建平.台湾峦大杉胸径与树高生长相关模型研究[J].亚热带水土保持，2013（1）：24-26.
[5] 侯伯鑫，林峰，余格非，等.福建柏资源分布的研究[J].中国野生植物资源，2005（2）：58-59.
[6] 尤芬蕾.福建柏林分断面积生长模型的研制[J].林业勘察设计，2015（1）：23-25.
[7] 江传阳.福建柏地位级指数曲线模型的研制[J].林业勘察设计，2014（2）：5-8.
[8] 张惠光.福建柏单木生长模型的研究[J].中南林业调查规划，2006，25（3）：1-4.
[9] 张惠光.福建柏人工林经验收获表编制及应用[J].林业资源管理，2012（3）：61-65.
[10] 耿胜慧，李亚光，蒋航，等.云蒙山不同密度下橡树胸径与树高的关系研究[J].湖南农业科学，2011（13）：143-144.
