天然偃松干长生长过程分析

唐仲秋，朱万昌，韦昌雷

摘 要：Logistic模型是研究树木高生长的有效手段，曲线可划分为“慢-快-慢”3个生长阶段，与偃松的干长生长过程相一致。偃松干长生长在前30a生长较慢，30-90a为速生期，90a后干长生长量逐渐下降。

关键词：偃松；干长生长；分析

偃松（Pinuspumila）通常是蔓生性常綠灌木，树干通常伏卧地面匍匐生长，最长的达10m以上，偶见小乔木，在中国集中分布大兴安岭林区[1]。偃松多生长在山体的上部，没有引起人们的重视，国内、外对其研究的较少，只限于树种本身的生物学特性及其群落结构和特征及其生态系统功能的研究[2]。本文通过对偃松天然林干长生长过程分析，为偃松天然林集约经营[3]提供参考。

1 数据来源

根据偃松树干年生长轮枝或轮枝脱落痕明显的特点，从树稍向根部逐年测定干长生长量，直到轮枝生长痕不清楚为止，在其根部用生长锥取木芯、实测树龄，同时测量全干长。测量包括幼苗、幼树等不同树龄的单株，经换算再以10年为一个龄级计算偃松干长生长平均值（见表1），保证每个龄级参与计算平均值的偃松单株不少于30个。数据均来源偃松在天然集中分布区（大兴安岭呼中林业局）。

2 模型选择

树木生长属限制性生长，随个体增大，所需营养不断提高，而供给植物营养的基质在自然状态下也持续下降，使植物的生长过程呈现出“慢-快-慢”的“S”型变化节律。不少学者曾提出许多理论方程及经验方程用于模拟树木的生长过程，本研究中选用Logistic方程对偃松干长生长进行拟合[4]。生长模型参数的求解采用迭代法，取偃松干长生长观测值与树高估计残差平方和最小的那组参数值为方程中参数的值，模拟计算过程由计算机完成。

Logistic方程表达式为：h=■

式中：e是是自然对数函数的底数（常数取值2.71828），h为偃松干长生长量（m），t为树龄（a），m和r为随机参数。

3 拟合结果

利用表1 中的实测数据，经运算：K=10.07，m=95.2，r=0.0781，相关系数为0.9744。并计算出偃松干长生长模拟值（见表1）。

从表1中看出：天然偃松个体120a平均干长生长累积生长量不超过10.07m，h=10.07和h=0是偃松干生长生长曲线的渐近线。偃松干长生长曲线见图1。偃松干长生长在前30a生长较慢，年平均仅为2.4cm；30-90a为速生期，10a最高生长量出现在60-70a，达到180cm；90a后干长生长量逐渐下降，100-120a的干长总生长量为40cm。

天然偃松干长生长过程与Logistic生长模型模拟的结果基本吻合，通过参数显著性检验，干长生长与年龄的回归关系显著。由于我们分析使用的是120a生的偃松干长生长数据，结果可能局限性，仅实用于小于120a生的偃松树干长生长预测，对于大于120a生的偃松干长生长情况还有待进一步研究。

4 小结

结果表明：Logistic模型是研究树木高生长的有效手段，运用计算机得到的偃松树干长生长量与树龄间的回归方程能较好地拟合偃松树干长生长过程，可用于此方程对偃松天然林树干长生长过程进行生长预测，为偃松天然林资源的合理经营提供参考。偃松在120a前都保持高生长，但在60-70a生长速度最快。偃松的生长过程由生长曲线可划分为“慢-快-慢”3个生长阶段，与偃松干长自然生长相一致。偃松干长生长在前30a生长较慢，总生长量仅为48cm；30-90a为速生期，总生长量达805cm；90a后干长生长量逐渐下降，100-120a的干长总生长量为40cm。

参考文献

[1]郑万均.中国树木志（第一卷）[M].北京：中国林业出版社，1983.

[2 ]谢振东.浅论内蒙古大兴安岭偃松矮曲林的价值[J].内蒙古林业调查设计，1999（3）：117-119.

[3]朱万昌.偃松天然林经营技术[J].黑龙江科技信息，2017，（10）：267.

[4]徐文科，孙广山，李凤日.Logistic方程统计建模及对红松单木生长的拟合[J].东北林业大学学报，2011，39（06）：114-115.

作者简介：唐仲秋（1962-），男，工程师1985年毕业于内蒙古林学院林业专业现从事经济林培育、经营管理及产品开发的相关研究。

*通讯作者：朱万昌（1960-），男，高级工程师1982年东北林学院林业专业毕业现从事经济林培育及经营管理的相关研究。