華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)規(guī)律研究*

王志波季　蒙張銀昌王黎君張　麗李　娟

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，呼和浩特　010010；2.寧城縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古　寧城　024200；3.興和縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古　興和013650；4.寧城縣頭道營(yíng)子林場(chǎng)，內(nèi)蒙古　寧城　024216）

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華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)規(guī)律研究*

王志波1季蒙1張銀昌2王黎君3張麗4李娟4

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，呼和浩特010010；2.寧城縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古寧城024200；3.興和縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古興和013650；4.寧城縣頭道營(yíng)子林場(chǎng)，內(nèi)蒙古寧城024216）

摘要：對(duì)華北落葉松1年生播種苗苗高、地徑、根長(zhǎng)生長(zhǎng)規(guī)律的研究結(jié)果表明，利用Logistic曲線方程能夠很好的對(duì)生長(zhǎng)進(jìn)程進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)均大于0.95，顯著水平達(dá)到0.000 1。有序樣本聚類分析顯示，苗高生長(zhǎng)盛期為7月15日～9月15日，地徑生長(zhǎng)盛期為8月25日～9月25日，根長(zhǎng)生長(zhǎng)盛期為7月25日～9月25日。

關(guān)鍵詞：華北落葉松；播種苗；生長(zhǎng)規(guī)律；Logistic曲線方程；有序樣本聚類分析

*林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“興安落葉松與華北落葉松速生豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究”（201104101）

華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）作為內(nèi)蒙古地區(qū)主要造林樹種，具有生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、耐腐朽等優(yōu)點(diǎn)，是營(yíng)造速生豐產(chǎn)林和生態(tài)林的良好樹種。本研究通過(guò)對(duì)華北落葉松1年生播種苗苗高、地徑、根長(zhǎng)等生長(zhǎng)量進(jìn)行定期測(cè)試，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)擬合建立苗木生長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型，并利用有序樣品聚類分析方法對(duì)生長(zhǎng)期進(jìn)行定量分析，以期探索苗木管理的關(guān)鍵時(shí)期，為提高苗木生長(zhǎng)量、培育優(yōu)質(zhì)壯苗提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣頭道營(yíng)子苗圃，118°32′E，41°20′N，平均海拔649m。該地區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.7℃，無(wú)霜期135天，年均降水量463mm，主要集中在7～9月［5］。育苗地地勢(shì)平坦，土壤結(jié)構(gòu)疏松，土壤為潮褐土，土層厚度220cm，pH值為7.8，有機(jī)質(zhì)含量14.84g/kg，速效氮32.61mg/kg，速效磷19.73mg/kg，速效鉀145.28mg/kg。

1.2測(cè)試方法

2014年5月1日進(jìn)行播種育苗，高床、撒播，苗床規(guī)格為1m×10m。每月按旬進(jìn)行連續(xù)測(cè)試，5月15日開始調(diào)查苗高生長(zhǎng)量，利用鋼卷尺直接測(cè)量，6月5日開始調(diào)查地徑和根長(zhǎng)生長(zhǎng)量，地徑利用游標(biāo)卡尺測(cè)量，根長(zhǎng)測(cè)量時(shí)將根系完整挖出，利用鋼卷尺測(cè)量長(zhǎng)度。采用隨機(jī)抽樣法，每次隨機(jī)選取50株苗木進(jìn)行測(cè)量。

1.3數(shù)據(jù)處理方法

利用excel進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理，利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。采用Logistic曲線方程對(duì)苗木生長(zhǎng)進(jìn)程進(jìn)行擬合［6-7］：

Y=K/（1+ae-bt）

式中，Y為累積苗高生長(zhǎng)量，t為生長(zhǎng)時(shí)間，K為生長(zhǎng)極限值，a、b為待定系數(shù)，e為常數(shù)。

根據(jù)有序樣本聚類分析法［9-12］，將連續(xù)測(cè)試的苗木凈生長(zhǎng)量算出，并按順序編號(hào)，分別是x1、x2、x3、…xi，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有序樣本聚類，計(jì)算方法為：

最小誤差函數(shù)：

制定印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范建設(shè)項(xiàng)目水資源論證和取水許可審批管理工作的通知》，就建設(shè)項(xiàng)目水資源論證、取水許可審批、取水許可延續(xù)等進(jìn)一步嚴(yán)格、規(guī)范、細(xì)化。新增取水許可審批嚴(yán)格做到“六個(gè)必須”，把好“三個(gè)關(guān)口”。新增建設(shè)項(xiàng)目取水工程或設(shè)施建成后，取水審批機(jī)關(guān)要組織對(duì)取水工程或設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核驗(yàn)，參照論證報(bào)告審查意見(jiàn)，對(duì)取水工程或設(shè)施的建設(shè)和試運(yùn)行情況、試運(yùn)行期間的實(shí)際取用水情況、取水設(shè)施計(jì)量認(rèn)證情況、節(jié)水設(shè)施建設(shè)和試運(yùn)行情況等進(jìn)行核驗(yàn)，并出具驗(yàn)收意見(jiàn)，驗(yàn)收合格方可核發(fā)取水許可證。

最后，根據(jù)最小誤差函數(shù)確定各類邊界樣本號(hào)，可得最后分類結(jié)果。本文華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)期劃分為3類，即生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)盛期、生長(zhǎng)后期，因此就轉(zhuǎn)化為將這有序樣本分成3類的聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1生長(zhǎng)量分析

從測(cè)試結(jié)果（表1，圖1）可以看出，華北落葉松1年生播種苗苗高生長(zhǎng)量為33.31cm，凈生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在7月25日～8月5日，為6.52cm；地徑生長(zhǎng)量為3.78mm，凈生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在9月5日～15日，為0.68mm；根長(zhǎng)生長(zhǎng)量為21.50cm，凈生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在8月5日～8月15日，為2.57cm。整個(gè)生長(zhǎng)季，其生長(zhǎng)進(jìn)程遵循“慢-快-慢”的規(guī)律。苗高生長(zhǎng)量由7月15日開始加快，至9月15日結(jié)束；地徑生長(zhǎng)量由8月25日開始加快，至9月25日結(jié)束；根長(zhǎng)生長(zhǎng)量由7月25日開始加快，至9月25日結(jié)束。

表1　華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)進(jìn)程

圖1　苗高生長(zhǎng)進(jìn)程

圖2　地徑生長(zhǎng)進(jìn)程

圖3　根長(zhǎng)生長(zhǎng)進(jìn)程

2.2 Logistic曲線方程擬合結(jié)果

根據(jù)方程參數(shù)擬合結(jié)果（表2）可知，相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.95，顯著水平P達(dá)到0.0001，說(shuō)明擬合效果較好。華北落葉松1年生播種苗苗高、地徑、根長(zhǎng)Logistic方程為

苗高Y=35.1945/（1+109.6221e-0.0495t）

苗高Y=396.0033/（1+168.6424e-0.0149t）

表2　Logistic方程擬合參數(shù)

2.3生長(zhǎng)期劃分

2.3.1有序聚類分析

采用SAS軟件計(jì)算華北落葉松1年生播種苗苗高、地徑、根長(zhǎng)凈生長(zhǎng)量樣本間的最小誤差函數(shù)值（表3），將苗高14個(gè)有序樣本分成3類，查表得φ［P0（14，3）］=13.416，相應(yīng)的j=12+1=13，說(shuō)明精確最優(yōu)解的分類中，首先分出第3類｛x13、x14｝，再把余下12個(gè)樣本分成2類；查表得φ［P0（12，2）］=16.846，相應(yīng)的j=6+1=7，分出第2類為｛x7、x8、x9、x10、x11、x12｝，剩余的為第1類｛x1、x2、x3、x4、x5、x6｝。同理，將地徑12個(gè)有序樣本分成3類，分別為｛x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8｝，｛x8、x9、x10｝，｛x12｝；根長(zhǎng)12個(gè)有序樣本分成3類，分別為｛x1、x2、x3、x4、x5｝，｛x6、x7、x8、x9、x10、x11｝，｛x12｝。

表3　最小誤差函數(shù)φ［P0（n，k）］％

2.3.2不同生長(zhǎng)期生長(zhǎng)量比較

根據(jù)有序聚類劃分結(jié)果，計(jì)算出華北落葉松1年生播種苗各生長(zhǎng)時(shí)期的生長(zhǎng)量（表4），苗高最先進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，7月15日開始，9月15日結(jié)束，持續(xù)62天，凈生長(zhǎng)量為22.38cm，占年總生長(zhǎng)量的67.19％；其次為根長(zhǎng)，7月25日進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，9月25日結(jié)束，持續(xù)62天，凈生長(zhǎng)量為11.21cm，占年總生長(zhǎng)量的52.14％；地徑最晚進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，8月25日開始，9月25日結(jié)束，持續(xù)31天，凈生長(zhǎng)量為1.51mm，占年總生長(zhǎng)量的39.95％。

表4　華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)時(shí)期劃分及生長(zhǎng)情況比較

3結(jié)論與討論

3.1通過(guò)對(duì)華北落葉松1年生播種苗苗高、地徑和根長(zhǎng)進(jìn)行定期連續(xù)測(cè)試，各生長(zhǎng)量均遵循“慢-快-慢”的規(guī)律，利用有序樣本聚類分析方法將整個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期劃分為3個(gè)階段，分別為生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)盛期和生長(zhǎng)末期。其中，苗高最先進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，凈生長(zhǎng)量為22.38cm，占年總生長(zhǎng)量的67.19％；其次為根長(zhǎng)，凈生長(zhǎng)量為11.21cm，占年總生長(zhǎng)量的52.14％；最后為地徑，凈生長(zhǎng)量為1.51mm，占年總生長(zhǎng)量的39.95％。利用Logistic方程對(duì)苗高、地徑、根長(zhǎng)生長(zhǎng)進(jìn)程進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)均大于0.95，經(jīng)檢驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明Logistic方程可以很好的反映出華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)過(guò)程。

3.2在對(duì)華北落葉松1年生播種苗生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，利用有序樣本聚類分析法把幼苗生長(zhǎng)期劃分為三個(gè)階段，在不同生長(zhǎng)階段應(yīng)采取不同的育苗措施，解決好水、肥、熱的供需矛盾，才能提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)苗木速生豐產(chǎn)。

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（責(zé)任編輯：張亞楠）

Research on Yearly Growth Regularity of One-year-old Seedlings of Larix principis-rupprechtii

WANGZhibo
（Inner Mongolia Academy of Forestry Science，Hohht Inner Mongolia 010010）

AbstractThe yearly growth regularity of height，diameter and root length was studied of One-year-old seedlings of Larix principis -rupprechtii.The growth patterns can be fitted well with the Logistic curve equation；the correlation coefficient（R2）were greater than 0.95，and the significant level of P were 0.0001.Based on the ordered sampie cluster analysis，the fast-growth period of height was July 15th to September 15th，the diameter was August 25th to September 25th，and the root length was July 25th to September 25th.

Key wordsLarix principis-rupprechtii；Seeding；Growth rhythm；Logistic curve equation；Ordered sample cluster analysis

中圖分類號(hào)：S791.229，S723.1+31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9499（2016）03-0004-03

作者簡(jiǎn)介：第1王志波（1984-），男，助理研究員，研究方向：森林培育。

收稿日期：2016-02-11