林分密度对落叶松人工林削度方程的影响

徐衍桓

(黑龙江省海林市二道河镇林业站)

林分密度对落叶松人工林削度方程的影响

徐衍桓

(黑龙江省海林市二道河镇林业站)

本文对不同密度落叶松人工林的干形进行研究，结果表明：林分密度对干形具有较大影响，当经营密度>750株/ hm2时，林木干形最优，削度最小。目前广泛采用的Lee式削度方程能够在一定程度上的描述本地区落叶松人工林的干形变化规律，但未考虑密度对干形的影响，其预估精度还有待提高。

落叶松 林分密度 削度方程

削度方程亦称干曲线方程，是描述树木直径随高度的增加而变细缓急程度的数学表达式。1873年，Kunze首次提出了干曲线方程的概念，为树木干形和削度的研究奠定了基础，经过一百多年的发展，削度方程的研究取得了突飞猛进的发展。目前，林业工作者通过既定的削度方程可以初略估计树干任意处的直径和计算树干总材积、计算从伐根高度至任意小头直径的商品材积和长度、推算各段原本的材积及不同材种出材率。

由于树木削度受树种、立地条件、气候因素、林分年龄、林分密度的影响较大，因此，没有任何一个削度方程可以很好的拟合某一树种的所有林分。研究表明，在既定的立地条件下，林分密度对树木干形会产生影响，一般情况下，林分密度与树木削度成反比。林分密度通过影响树木干形，对削度方程的拟合产生影响，造成计算出的材积及出材率出现较大误差。本文以单木生长模型理论为指导，以海林市二道河林业站不同经营密度落叶松成熟人工林标准地调查数据为基础，结合12株解析木数据，研究林分密度对削度方程、材质的影响，研究结果对提高本地区落叶松人工林削度方程预估精度，以及落叶松人工林合理经营措施的制定有积极的推动和借鉴意义。

1 试验地概况

试验林分位于海林市二道河镇林业站经营区，地理坐标北纬44°21′，东经129°05′，寒温带大陆性季风气候，四季分明，无霜期短，夏季高温多雨，冬季漫长而寒冷。年平均气温4.2℃，历年极端最低温-38.8℃,平均有效积温2100-2500℃，年平均降雨量536.3mm，无霜期115d。植被属长白山植物区系老爷岭亚区，森林覆盖率72.4%，落叶松资源丰富，试验林分为落叶松人工纯林，林龄40年，林相完整。

2 试验数据与方法

本文在前人研究的基础上，以改进的Lee式作为落叶松削度方程对标准地调查数据进行拟合检测，并在此基础上研究林分密度对落叶松干形及削度方程的影响。 改进的Lee式数学表达式为：

其中：

Z=h/H,H——树高;

h——预测高度；

d——h高时的去皮直径；

D——带皮直径拟合值；

K1、K2、r1、r2、r3——拟合值。

本文将林分密度大致分为3类，Ⅰ类密度<450株/ hm2、550株/ hm2<Ⅱ类密度<650株/ hm2、Ⅲ类密度>750株/ hm2，不同密度林分设立标准地2处，每块标准地选择平均木2株伐倒解析，测量树木全高及不同高度的带皮直径。

3 结果与分析

3.1 削度方程的拟合与检验

根据标准地调查数据及解析木数据利用SPSS数据分析软件，采用最小二乘法迭代回归对削度方程进行拟合，以残差平方和RSS、剩余均方差MRS、标准差Sy.x、相关系数R、为检验指标，进行拟合检验，其结果见表1。

表1 削度方程的拟合与检验结果

从表1可以看出Lee式削度方程能够在一定程度描述本地区落叶松人工林的干形变化规律，模型修改后的相关系数R2达到0.8857，以解析木调查数据对拟合模型进行检验，结果表明：其预估精度达到85%，而剩余15%的误差可以解释为测量误差及树木生长差异，在树种、立地条件、林龄大致相同的情况下，误差主要来源于经营密度对树木干形的影响。

3.2 林分密度对削度方程的影响

林分密度通过影响单株立木的营养面积，对立木的生长速度进行调控，一般情况下，林分密度与树木干形成反比。通常我们用函数来描述干形的变化，其中：z为相对高度；r为干形参数。r>1，说明树干竖切面为凹曲线形，r<1,说明树干竖切面为抛物线形，r=1,说明树干为圆柱形。

本文以不同林分密度落叶松林解析木数据为依据，研究密度对树木干形的影响，从图1可以看出林分密度对落叶松干形存在较大影响，特别是树木基部，林分密度越小，干形质量越差。在低密度林分中，单株立木营养空间较大，树木生长速度相对较快，有利于大径材的培育，但林木质量会出现一定程度的下降。而密度较高的类型Ⅲ林木干形最优，削度最小，树干更接近圆柱体。

本文初步认为，林分密度对树木干形存在影响，相应的也影响着削度方程的拟合及预估精度， Lee式削度方程广泛应用于落叶松人工林材积表的编制，但它未考虑密度对干形的影响，因此，还有待改进提高。

4 结论

4.1 改进的Lee式削度方程能够在一定程度上描述本地区落叶松人工林的干形变化规律，其预估精度达到85%。经营密度对落叶松干形具有较大影响，当经营密度>750株/公顷时，林木干形最优，削度最小，树干更接近圆柱体。

4.2 不同密度落叶松林分的干形及林木质量存在较大差异，现有的削度方程和材积表未充分考虑密度因素的影响，因此，预估精度还有待提高。建议在落叶松削度方程中加人林分密度指标，以提高其预估精度，使其更能满足林业生产的需求。

[1]北京林业大学．测树学[M]．北京：中国林业出版社,1986.

[2]胥辉，秦安臣．树干削度方程研究概述[J].河北林学院学，1996，11(3)：297-301.

[3]韩飞，李凤日．落叶松人工林林分密度对节子和干形的影响[J]．东北林业大学学报，2010,38(6):4-6.

责任编辑：王宇红

校 对：王大军

The Effect of Stand Density on the Taper Equation of Larch Plantation

Xu Yan-huan

(First-author's address:Erdaohe Forestry Station of Hailin City, Heilongjiang province,Hailin 157000,Heilongjiang,China)

In this paper, the stem form of larch plantations with different densities was studied.The results showed that the stand density had a great influence on the stem form,when the operating density was greater than 750 plants per hectare, the tree stem form was the best and the taper was the minimum.The Lee type taper equation could well describe the change regulation of stem form of Larch plantation in this region, but the effect of density on the stem form was not considered,the prediction accuracy need to be improved.

larch;stand density;taper equation

2017-03-08