國有林場杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)規(guī)律研究

戴應(yīng)發(fā)

(貴州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州貴陽 550003)

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國有林場杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)規(guī)律研究

戴應(yīng)發(fā)

(貴州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州貴陽 550003)

以湖南省國有林場杉木中齡林為研究對象，利用ForStat(統(tǒng)計之林)軟件進行Weibull函數(shù)模擬。模擬結(jié)果表明：湖南省國有林場杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)服從Weibull函數(shù)分布，并采用數(shù)量化方法I建立了林分蓄積量預(yù)估模型，為科學(xué)營林提供理論依據(jù)和參考。

湖南杉木;材積結(jié)構(gòu); Weibull函數(shù)模擬

杉木是我國分布較廣的速生用材淺根性樹種，無明顯主根，側(cè)根發(fā)達，再生能力強。該研究通過對湖南省國有林場杉木中齡林進行調(diào)查，探討杉木人工中齡林的基本特征及材積結(jié)構(gòu)規(guī)律，用統(tǒng)計學(xué)方法對杉木的材積結(jié)構(gòu)參數(shù)進行全面的研究，為選擇科學(xué)合理的營林技術(shù)措施、設(shè)計合理的撫育間伐方案提供可靠的理論依據(jù)，從而更好地發(fā)揮杉木人工林的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益[1-4]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況選擇湖南省五蓋山國有林場、寨市國有林場、天臺山國有林場和紫金山林場為研究對象。其中五蓋山國有林場位于113°06′59″～113°13′57″ E,25°31′53″～25°53′27″ N。山高林密，人跡罕至，森林覆蓋率80%，動植物資源豐富，處于亞熱帶季風(fēng)濕潤區(qū)，氣候溫和，雨量充沛。寨市國有林場位于綏寧縣西南部，為中山地貌類型和山地特征，海拔在300～1 000 m，主要成土母巖為砂巖，土壤以山地黃壤為主，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。天臺山國有林場位于桃源縣西南角的西安鎮(zhèn)，屬雪峰山系中低山地貌，海拔在500～1 047 m。成土母巖以板頁巖為主，土壤以板頁巖發(fā)育而成的紅壤和山地黃壤為主，屬亞熱帶北部地帶過渡的濕潤季風(fēng)性氣候。紫金山林場位于湖南省衡陽市衡山縣開云鎮(zhèn)，地處112°48′14″ ～ 112°51′45″E， 27°12′06″ ～27°15′24″N，面積2 203.3 hm2,最高峰在紫蓋山，海拔為1 026.8 m,最地處在湘江河河岸，海拔僅為60 m。林場屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫為17.5 ℃，年平均降水量為1 400 mm。

1.2 材料來源2014年，采用標準地法對湖南4個國有林場(紫金山、五蓋山、寨市、天臺山)的杉木中齡林進行了調(diào)查，設(shè)置了60塊標準地，在標準地中對杉木中齡林進行胸徑、樹高的調(diào)查，調(diào)查數(shù)據(jù)見表1～4。

表1 紫金山調(diào)查數(shù)據(jù)

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥cmZJ0031杉木7.95.5ZJ00417杉木8.95.0ZJ0032杉木11.16.0ZJ00418杉木8.25.0ZJ0033杉木8.74.0ZJ00419杉木10.65.0ZJ0034杉木7.34.0ZJ00420杉木4.43.5ZJ0035杉木10.75.5ZJ00421杉木10.15.5ZJ0036杉木6.74.5ZJ00422杉木6.25.0ZJ0037杉木10.86.0ZJ00423杉木4.23.5ZJ0038杉木10.56.5ZJ00424杉木6.73.0ZJ0039杉木9.74.0ZJ00425杉木10.15.5ZJ00310杉木7.14.0ZJ00426杉木4.94.0ZJ00311杉木6.24.0ZJ00427杉木7.85.5ZJ00312杉木6.84.0ZJ00428杉木7.05.5

1.3 研究方法

1.3.1Weibull函數(shù)模擬方法。Weibull分布是瑞典的Weibull在求算鏈的強度時，于1951年給出的一種分布函數(shù)，將其移植到林業(yè)領(lǐng)域中來，在研究森林結(jié)構(gòu)等理論中已顯示出較大的靈活性和較強的實用性,它的分布密度函數(shù)為[3-8]：

(1)

式中:a為最小值，b為尺度參數(shù)，c為形狀參數(shù)，在生態(tài)學(xué)中認為，當(dāng)c=3.6時近似為正態(tài)分布。

Weibull分布的3個參數(shù)，其中a≥0為位置參數(shù)，在研究林木直徑分布時一般取最小徑階的下限;b>0為尺度參數(shù)，c>0為形狀參數(shù)，這可以認為是采用Weibull分布研究森林結(jié)構(gòu)規(guī)律比傳統(tǒng)的正態(tài)分布有更強的靈活性與實用性的原因。若Weibull分布取參數(shù)a=0，則3參數(shù)Weibull分布變成了2參數(shù)Weibull分布。尺度參數(shù)b不像正態(tài)分布那樣，只是一個整體尺度參數(shù)而已。只有c才是Weibull分布中具有實質(zhì)意義的參數(shù)。c<1呈倒J形，13.6轉(zhuǎn)負偏山狀分布。

表2 五蓋山調(diào)查數(shù)據(jù)

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mWG0031杉木7.05.1WG00715杉木10.04.5WG0032杉木6.85.0WG00716杉木10.67.0WG0033杉木8.05.5WG00717杉木12.06.0WG0034杉木9.46.3WG00718杉木10.28.5WG0035杉木7.55.2WG00719杉木10.28.0WG0036杉木7.45.0WG00720杉木9.26.5WG0037杉木7.75.2WG00721杉木6.24.2WG0038杉木7.05.1WG00722杉木11.37.5WG0039杉木11.78.1WG00723杉木9.26.5WG00310杉木8.56.0WG00724杉木8.34.5

表3 寨市調(diào)查數(shù)據(jù)

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mZS0031杉木11.210.0ZS00511杉木16.515.6ZS0032杉木5.87.1ZS00512杉木5.46.0ZS0033杉木10.59.7ZS00513杉木8.48.5ZS0034杉木12.212.7ZS00514杉木9.79.2ZS0035杉木11.912.0ZS00515杉木18.717.6ZS0036杉木16.716.1ZS00516杉木10.18.3ZS0037杉木16.415.8ZS00517杉木19.318.2ZS0038杉木11.210.0ZS00518杉木16.915.7ZS00821杉木15.916.0ZS00931杉木8.16.5ZS00822杉木19.717.5ZS00932杉木20.119.5ZS00823杉木9.16.6ZS00933杉木7.78.2ZS00824杉木6.77.4ZS00934杉木12.612.2ZS00825杉木14.214.0ZS00935杉木13.613.2ZS00826杉木19.419.0ZS00936杉木7.68.1ZS00827杉木15.515.1ZS00937杉木13.113.5

表4 天臺山調(diào)查數(shù)據(jù)

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mTT0051杉木14.411.1TT00711杉木17.510.0TT0052杉木15.210.8TT00712杉木14.07.0TT0053杉木14.810.3TT00713杉木13.67.0TT0054杉木14.810.2TT00714杉木12.79.0TT0055杉木14.610.1TT00715杉木17.98.0TT0056杉木14.49.6TT00716杉木13.43.0TT0057杉木14.411.1TT00717杉木6.51.8TT0058杉木15.210.8TT00718杉木12.43.0TT00921杉木15.115.1TT01231杉木13.57.0TT00922杉木24.817.3TT01232杉木15.38.0TT00923杉木15.312.7TT01233杉木11.57.0TT00924杉木10.14.7TT01234杉木16.08.0TT00925杉木8.13.7TT01235杉木16.77.6TT00926杉木13.811.0TT01236杉木19.314.5TT00927杉木14.29.1TT01237杉木5.54.3

1.3.2精度檢驗。該文用ForStat(統(tǒng)計之林)對杉木中齡林材積采取Weibull函數(shù)模擬；采用的組間距為0.01。對Weibull函數(shù)模擬的結(jié)果用精度計算公式進行精度檢驗[9-14]：

(2)

2 結(jié)果與分析

采用Weibull分布函數(shù)對衡山紫金山林場、郴州五蓋山林場、邵陽綏寧寨市林場、常德桃源縣天臺山林場的杉木中齡林材積進行組間距為0.01的函數(shù)模擬，模擬結(jié)果如下：

表5 Weibull函數(shù)模擬參數(shù)(衡山紫金山林場)

表6 Weibull函數(shù)模擬參數(shù)(郴州五蓋山林場)

表7 Weibull函數(shù)模擬參數(shù)(邵陽綏寧寨市林場)

表8 Weibull函數(shù)模擬參數(shù)(常德桃源縣天臺山林場)

從表5～8中可以看出，對4個林場的杉木中齡林材積進行Weibull函數(shù)模擬，其參考結(jié)論均顯示服從Weibull分布，且可靠性均達到95%。由此可以證明用Weibull函數(shù)模擬的效果好，杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)遵從Weibull分布，并在相應(yīng)的模擬方法下以0.01為組間距效果好。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論用ForStat(統(tǒng)計之林)對調(diào)查數(shù)據(jù)進行Weibull函數(shù)模擬，從處理的結(jié)果來看，湖南省杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)是服從Weibull分布。對于杉木中齡林來說，以0.01為組間距進行模擬的結(jié)果更可靠。并采用數(shù)量化方法I建立了林分蓄積量預(yù)估模型， 為科學(xué)營林提供理論依據(jù)和參考。

3.2 討論

(1)該文旨在對整個湖南省杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)進行模擬，雖然最后結(jié)果大體令人滿意，模擬結(jié)果也較為精確，但所選取的研究材料只有紫金山、五蓋山、寨市和天臺山4個國有林場的杉木林材積結(jié)構(gòu)，具有一定的片面性，對整個湖南省杉木中齡林材積結(jié)構(gòu)的代表性還不夠。在以后的研究中，應(yīng)該選取更多的研究材料，最好能做到分區(qū)分片，每一個片區(qū)選取多個標準地，做到讓所選取的研究材料能覆蓋整個湖南省，使研究結(jié)果就更加權(quán)威和具有代表性。

(2)該文是直接對湖南省杉木林中齡林材積結(jié)構(gòu)進行Weibull函數(shù)模擬，雖然模擬結(jié)果較好，也大體能代表湖南省杉木中齡林的材積結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，但是文中并未考慮其他的函數(shù)模擬，也就缺乏對比性。在今后的研究工作中，可以考慮對研究對象進行多個函數(shù)模擬，然后經(jīng)過自身對比和多個函數(shù)之間的對比來選取最符合研究結(jié)果的函數(shù)分布。

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Study on Volume Structure Law ofCunninghamialanceolataMiddle Forest of State-owned Forest Farm

DAI Ying-fa

(Guizhou Forestry Survey and Planning Institute, Guiyang, Guizhou 550003)

TakingCunninghamialanceolatamiddle forest in state-owned forest farm of Hunan as survey data, ForStat (statistics of the forest) was used to conduct Weibull function simulation. The simulation results show that:Cunninghamialanceolatamiddle volume structure obey the Weibull distribution function. And quantitative methods in I was adopted to establish the stand volume estimation model, providing theoretical basis and reference for scientific battalion forest.

HunanCunninghamialanceolata; Volume structure; Weibull function simulation

戴應(yīng)發(fā)(1965-)，男，貴州凱里人，高級工程師，從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計研究。

2015-02-05

S 791.27

A

0517-6611(2015)09-144-04