幾種闊葉樹種生長量差異研究

陳志敏,束德翠,徐春玉,張靖,張德全

(1.山東省莒縣林業(yè)局,山東日照276500;2.山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院,山東濟(jì)南250014)

幾種闊葉樹種生長量差異研究

陳志敏1,束德翠1,徐春玉1,張靖2,張德全2

(1.山東省莒縣林業(yè)局,山東日照276500;2.山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院,山東濟(jì)南250014)

利用全國森林清查調(diào)查材料,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,檢驗(yàn)白楊、黑楊、泡桐、刺槐、櫟類和其他雜木等各闊葉樹生長量的差異性,結(jié)果表明:各樹種間指標(biāo)波動性區(qū)別不大,刺槐、櫟類樹種表現(xiàn)出與其他樹種有顯著性差異。

生長量;闊葉樹;差異顯著

按照森林演替規(guī)律,山東省山區(qū)的針葉樹種植被最終要被以櫟類樹種為代表的落葉闊葉樹種所代替,演替的根本原因就在于對于營養(yǎng)空間的爭奪,在針葉樹木以其更強(qiáng)的抗旱生理特性達(dá)到郁閉成林后,由于土壤、氣候條件得到了改善,闊葉樹種開始侵入,由于闊葉樹種有更高的生產(chǎn)力水平(即蓄積生長率較高),樹勢高大,在競爭中處于優(yōu)勢地位,主要是對光照的爭奪,存活的主要因素是水分條件,而樹木分化及演替的主要成因則是對光照的競爭。在當(dāng)今的林業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,強(qiáng)調(diào)適地適樹的原則,即不僅要求成活成材,而且把生長量也列入了考量指標(biāo),即在保證成活成材的同時(shí),還要達(dá)到更高的木材生長量,以取得較高的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三者綜合效益。本文就生態(tài)生理相似的闊葉樹種,進(jìn)行生長差異性研究,用以分析它們?nèi)〉幂^高社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三者綜合效益的可能性。

1 材料來源

材料主要源自山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院1988、1992、1997、2002年全國森林資源連續(xù)清查資料,及一些其他關(guān)于闊葉樹種及作物生長機(jī)理資料。

2 研究方法

充分利森林資源連續(xù)清查卡片資料,搜集關(guān)于白楊、黑楊、泡桐、刺槐、櫟類、其他雜木、落葉松林分的卡片資料,進(jìn)行輸機(jī),用電子表格格式,只保留樣地號、平均年齡(符號A,單位a)、平均胸徑(符號D,單位cm)、平均高(符號H,單位m)、林分蓄積(符號M,單位0.000 1 m3)項(xiàng)目,并用公式算出年平均胸徑生長量=D/A(單位cm a-1),樹高平均生長量=H/A(單位m a-1),用公式Z=M/A計(jì)算出平均年均生長量(單位0.000 1 m3),用N代表樣地檢尺木(胸徑大于5 cm的活立木)株數(shù),所有這些數(shù)據(jù)均列電子表格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

由于報(bào)送所有材料均以667 m2方形樣地(樣點(diǎn)為樣地西南角點(diǎn),樣地方向?yàn)樽鴺?biāo)方位角的東西南北的正方形)為調(diào)查樣本單元,而且樣本抽樣采用1∶5地形圖雙公里網(wǎng)(1988年為2 km×2 km,其余年份為2 km×2 km)機(jī)械布點(diǎn)的辦法,經(jīng)調(diào)查所有樣地,均遵從正態(tài)分布,用2個(gè)方差齊性檢驗(yàn)的辦法來驗(yàn)證各個(gè)樹種間各數(shù)量指標(biāo)的差異顯著性,進(jìn)行一對一的比較檢驗(yàn)。用各組內(nèi)實(shí)驗(yàn)次數(shù)不等的情況下單因素方差分析來檢驗(yàn)總體各因素之間的差異顯著性的F檢驗(yàn)(由于公式及運(yùn)算過程煩瑣,筆者采用計(jì)算機(jī)的電子表格計(jì)算完成,予以省略,只給出計(jì)算結(jié)果)。用F檢驗(yàn)說明樹種品種的分化程度,也就是其退化程度和種質(zhì)的穩(wěn)定程度。

用兩兩對照的辦法,如果有一個(gè)樣本數(shù)不足30,進(jìn)行小樣本方法的t檢驗(yàn),如果兩個(gè)樣本數(shù)均高于30,則進(jìn)行大樣本方法的正態(tài)分布(u)檢驗(yàn)。用大樣本小樣本檢驗(yàn)的辦法,得出樹種品種的生長量。經(jīng)過數(shù)據(jù)核算,樣本數(shù)大于3,就能滿足精度90%以上的要求(過程從略)。經(jīng)過核實(shí)每一樹種的樣本均高于這一數(shù)值,因此樣本數(shù)量符合精度90%以上的研究精度要求。

3 研究結(jié)果

表1 F檢驗(yàn)結(jié)果

3.1 各指標(biāo)的波動性研究

通過材料整理取舍,經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算,反復(fù)核實(shí)無誤后,得出分析結(jié)果如表1所示。其中用1,2,3, 4,5,6,7分別代表白楊、黑楊、泡桐、刺槐、櫟類、其他雜木、落葉松,其中落葉松作為該研究的對照樹種。F2-1是指白楊與黑楊樣本的比較,依此類推。

表2 小樣本檢驗(yàn)結(jié)果

從表1中可以看出,方差齊性檢驗(yàn)中,胸徑生長量白楊與黑楊、櫟類與刺槐、其他雜木與刺槐、其他雜木與櫟類,作為對照樹種的落葉松與刺槐、櫟類、其他雜木之間兩兩對比均無顯著性差異外,其余均不同程度地存在顯著性差異。樹高生長除黑楊與白楊之間以及其他雜木與櫟類、刺槐之間,作為對照的落葉松與所有其他樹種無顯著差別外,其余均不同程度的顯著性差異。蓄積生長量除櫟類與白楊、刺槐之間,其他雜木與白楊之間,落葉松與泡桐和刺槐之間無顯著性差異外,其余均有顯著性差異。說明各樹種間指標(biāo)差異波動性變化較大,其中櫟類與泡桐之間、刺槐與白楊之間、其他雜木與泡桐之間差異較大,作為對照的落葉松與其他樹種之間差異較大,說明表現(xiàn)最為穩(wěn)定的應(yīng)當(dāng)是泡桐,其次是白楊、黑楊。從中可以看出,刺槐、櫟類、其他雜木種內(nèi)分化較為嚴(yán)重,櫟類表現(xiàn)尤甚,作為對照樹種的落葉松相對闊葉樹種來說,它的種內(nèi)分化也很大,即櫟類、刺槐、其他雜木林分質(zhì)量有下降的趨勢。但是闊葉樹總的方差檢驗(yàn)F值(用FT表示)各指標(biāo)都較大,尤其是以蓄積及其年生長量數(shù)值最大,說明各樹種間的生長指標(biāo)差異較大。

3.2 闊葉類各樹種品種生長指標(biāo)的差異性研究

用t代表小樣本檢驗(yàn),t2-1代表2(黑楊)對1 (白楊)的指標(biāo)比較,表2中所列數(shù)據(jù)為所驗(yàn)指標(biāo)的比較t值。有一個(gè)樹種(品種)樣本數(shù)小于30的就進(jìn)行t值檢驗(yàn),兩個(gè)樹種樣本數(shù)均高于30的,則進(jìn)行大樣本檢驗(yàn),符號含義與小樣本類似,用u值進(jìn)行比較檢驗(yàn)。

表3 大樣本檢驗(yàn)結(jié)果

從表2、表3中不難看出,除黑楊、白楊之間大部分生長指標(biāo)無顯著性差異外,其余均表現(xiàn)出程度不同的差異性,有的差異極顯著,差異顯著可靠性最高達(dá)到99.9%(數(shù)字上標(biāo)含有4個(gè)*的),1個(gè)*代表90%的可靠性,2個(gè)*代表有95%的可靠性,3個(gè)*代表有99%的可靠性。各生長量指標(biāo)除黑楊與白楊之間表現(xiàn)相對差異性較小外,其余均表現(xiàn)出較強(qiáng)的差異性,落葉松作為對照樹種,也表現(xiàn)出與各自闊葉樹種的較大差異性,其中胸徑年均生長量指標(biāo)表現(xiàn)更為突出,由于受各種技術(shù)條件的限制,胸徑的測量精度較高,年均胸徑生長量從大到小排序?yàn)?泡桐(32),黑楊(20),白楊(17),其他雜木(9.19),刺槐(8),落葉松(4.93),櫟類(3.9)。但是由于株數(shù)及樹高、樹木形數(shù)的差異,反應(yīng)生長量更為精確的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)是蓄積量年均生長量,標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量年均生長量排序?yàn)?泡桐(368),黑楊(358),其他雜木(172),白楊(171),落葉松(117),刺槐(95),櫟類(88)。單從生長量這一指標(biāo)來看,造林樹種要淘汰的首選櫟類,但是它作為一個(gè)溫性落葉闊葉林樹種的典型代表,主要是山區(qū)土壤瘠薄以及人們的過度破壞所致,作為山區(qū)造林的先鋒樹種,特別是直播造林方面具有不可替代的作用,因此加以保護(hù)和發(fā)展。從蓄積年生長量來看,泡桐與黑楊,其他雜木與白楊,落葉松、刺槐、櫟類三者之間差異較小。刺槐和櫟類生長量反而低于針葉樹的落葉松,因此對面積較大的刺槐要控制其發(fā)展規(guī)模,提倡有性繁殖,選擇優(yōu)良家系,不斷提高種苗品質(zhì),逐步消除根孽繁殖。

4 討論與說明

通過檢驗(yàn)表明,闊葉樹種中,可適當(dāng)控制刺槐種植規(guī)模,逐步消除它的無性繁殖,推行有性繁殖。提倡發(fā)展泡桐和黑楊,作為對照的落葉松也可適當(dāng)發(fā)展。筆者并不主張對表現(xiàn)不好的樹種堅(jiān)決剔除的做法,可對有培育前途的樹種家系進(jìn)行種質(zhì)資源保護(hù),防止其種質(zhì)資源退化,以發(fā)揮更加積極的作用。建議包括黑楊在內(nèi)的所有樹種,均要進(jìn)行有性繁殖,進(jìn)行優(yōu)良家系的試驗(yàn),并對良好的種質(zhì)資源加以利用和保護(hù),對于楊樹品種要力求高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高質(zhì),不要一味圖新,對發(fā)現(xiàn)的好品種,可通過有性繁殖的方法加以保護(hù),以防種質(zhì)資源的退化。本研究用方差齊性檢驗(yàn)的辦法來驗(yàn)證技術(shù)指標(biāo)變化的相對穩(wěn)定性,用小樣本、大樣本檢驗(yàn)來研究各指標(biāo)的差異性,大部分年均指標(biāo)比樣地總的調(diào)查指標(biāo)表現(xiàn)更為突出,因此選定合理的驗(yàn)證指標(biāo)及尺度尤為重要。由于技術(shù)資料及時(shí)間等方面的限制,本研究不足之處在所難免,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)從際出發(fā),根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加以修正與驗(yàn)正,以把此課題的研究更加引向深入,向著更高的頂點(diǎn)前進(jìn)。

[1]周光裕.山東森林[M].北京:中國林業(yè)出版社,1986

[2]沈長泗,陳金敏,張志華,等.采用樹木年輪資料重建山東沂山地區(qū)200多年來的濕潤指數(shù)[J].地理研究,1998(2):39-45

Differences of Growth of Several Broad-leaved Trees

Chen Zhimin1,Shu Decui1,Xu Chunyu1,Zhang Jing2,Zhang Dequan2
(1.Forestry Bureau of Ju Country of Shandong Province,Rizhao 276500,China; 2.Forestry Survey and Planning Institute of Shandong Province,Jinan 250014,China)

Differences of growth for Populus alba,Populus nigra,Paulowniafortunei,Robinia pseudoacacia,Quercus spp.and weed trees were determined based on survey data of China forest assessment by using mathematics statistic method.Result shows that undulatory property of index among each species is not big;Robinia pseudoacacia, Quercus spp.have significant differences with other species.

growth;broad-leaved trees;significant differences

S758.1

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.012

1005-5215(2015)11-0034-03

2015-08-18

陳志敏(1967-),男,山東莒縣人,大學(xué),高級工程師,從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃新型技術(shù)研究.