禿杉、厚樸樹冠圓滿度與主要測(cè)樹因子的關(guān)系

廖先金

(連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)，福建 連城 366300)

禿杉、厚樸樹冠圓滿度與主要測(cè)樹因子的關(guān)系

廖先金

(連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)，福建 連城 366300)

對(duì)福建省連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)的禿杉、厚樸的樹冠圓滿度與胸徑、樹高、材積、形數(shù)等指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果表明：2個(gè)樹種的樹冠圓滿度均與胸徑、樹高、材積呈負(fù)相關(guān)，與形數(shù)呈正相關(guān)。其中禿杉的樹冠圓滿度與樹高、材積相關(guān)關(guān)系顯著，而與胸徑、形數(shù)無顯著相關(guān)關(guān)系；厚樸的樹冠圓滿度與胸徑、樹高、材積、形數(shù)均無顯著相關(guān)關(guān)系。禿杉樹冠圓滿度的大小對(duì)禿杉生長(zhǎng)影響較大，而對(duì)干形影響較?。缓駱銟涔趫A滿度對(duì)其生長(zhǎng)和干形影響均較小。

禿杉；厚樸；樹冠圓滿度；胸徑；樹高；材積

樹冠調(diào)配著林分中太陽能的分配、養(yǎng)分循環(huán)、降雨量的分配等，對(duì)樹木的生長(zhǎng)具有重要的作用。樹冠不僅對(duì)林分下層動(dòng)植物群落的結(jié)構(gòu)、組成和變化有著重要影響，而且作為光合作用主要場(chǎng)所，其大小和健康與否也決定了樹木的生長(zhǎng)活力和生產(chǎn)力的大小[1]，因此樹冠不僅在樹木生長(zhǎng)過程中起著非常重要的作用，而且樹冠大小也反映了林木長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)水平[2]。

樹冠圓滿度(Crown-fullness ratio)是樹冠的冠幅與樹冠長(zhǎng)度(高度)之比，樹冠圓滿度的大小不僅可以反映林分造林密度的適宜度及造林立地條件的優(yōu)劣，而且通過林木樹冠圓滿度可以看出樹木的長(zhǎng)勢(shì)情況等[3]。因此，樹冠圓滿度與冠幅、冠長(zhǎng)率、冠積、郁閉度、樹冠等競(jìng)爭(zhēng)因子一樣，是反映個(gè)體生長(zhǎng)空間和林分郁閉度的重要因子[4]。一般情況下，在林分郁閉之前，林木基本處于自由生長(zhǎng)狀態(tài)，此時(shí)樹冠圓滿度較大，當(dāng)林分郁閉之后，隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，林木會(huì)自動(dòng)調(diào)整本身的冠枝量，其樹冠變得相對(duì)狹長(zhǎng)，其樹冠圓滿度變小[5]。

禿杉(Taiwaniacryptomerioides)和厚樸(Magnoliaofficinalissubsp.biloba)是連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)主要樹種，多年來林業(yè)人員對(duì)這2個(gè)樹種從造林技術(shù)到經(jīng)營(yíng)管理研究較多，但是針對(duì)樹冠圓滿度研究較少。因此，于2015年9月對(duì)這2個(gè)樹種的樹冠圓滿度與其胸徑、樹高、材積、形數(shù)等指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查和研究，以便為森林資源的管理及經(jīng)營(yíng)利用提供參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)(東經(jīng)116°57′38″、北緯25°41′16″。) 林場(chǎng)地形地貌系武夷山脈南麓的中山、低山地貌類型，但經(jīng)營(yíng)區(qū)整體山場(chǎng)海拔較高，最高的鴉鵲崠海拔1684 m，其中海拔800 m以上山場(chǎng)面積4743.2 hm2，占經(jīng)營(yíng)總面積的51.3%。該地區(qū)屬中亞熱帶海洋性氣候，雨量充沛，冬冷無嚴(yán)寒，夏熱無酷暑，氣候溫暖，春季多雨，秋冬少雨。年均氣溫18.8 ℃，年均日照時(shí)間1915.9 h，年均降水量1600～2200 mm，年均無霜期282 d。土壤以水化紅壤為主，其次為山地紅壤和黃壤，成土母巖多為花崗巖和沙巖風(fēng)化形成，在海拔1000 m以下的山地紅壤土層深厚、疏松，腐殖質(zhì)層含量中等，立地條件一般；海拔1000 m以上的土壤立地條件較差。

1.2 研究方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)木選取 本研究選取連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)的14年生禿杉、厚樸林。在2個(gè)林分中選取陰坡和陽坡2個(gè)坡面，按上、中、下坡各設(shè)置1個(gè)20 m×20 m的樣地，每木檢尺測(cè)量樣地內(nèi)林木的胸徑，以平均胸徑為標(biāo)準(zhǔn)，選取標(biāo)準(zhǔn)木。在禿杉林陰坡面的上、中、下3個(gè)部位分別選取6株、8株、7株標(biāo)準(zhǔn)木作為研究對(duì)象，在陽坡面的上、中、下3個(gè)部位分別選取5株、6株、7株標(biāo)準(zhǔn)木作為研究對(duì)象；在厚樸林陰坡面的上、中、下3個(gè)部位分別選取8株、6株、6株標(biāo)準(zhǔn)木作為研究對(duì)象，在陽坡面的上、中、下3個(gè)部位分別選取6株、6株、5株標(biāo)準(zhǔn)木作為研究對(duì)象。

1.2.3 模型擬合方法 參照徐成立等[6]的擬合方法，擬合樹冠圓滿度與樹高、胸徑、形數(shù)、材積的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

禿杉和厚樸的胸徑、樹高、形數(shù)、材積和樹冠圓滿度平均值分別見表1、表2。根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)制作散點(diǎn)圖，由于胸徑和單株材積的數(shù)值較小，所以將胸徑值和禿杉單株材積分別乘以10，將厚樸單株材積值分別乘以100后作圖。

2.1 樹冠圓滿度與胸徑的相關(guān)性

樹冠圓滿度與胸徑相關(guān)關(guān)系(圖1、圖2)表明，隨著樹木樹冠圓滿度的增大樹木胸徑逐漸減小，禿杉擬合模型為：D=2.32e-0.7126Rc，R=0.2974；厚樸擬合模型為：D=0.8816e-0.0077Rc，R=0.1341。但相關(guān)關(guān)系均不顯著(P>0.05)。

表1 禿杉胸徑、樹高、形數(shù)、材積和樹冠圓滿度平均值

表2 厚樸胸徑、樹高、形數(shù)、材積和樹冠圓滿度平均值

圖1 禿杉樹冠圓滿度與胸徑的相關(guān)關(guān)系圖2 厚樸樹冠圓滿度與胸徑的相關(guān)關(guān)系

2.2 樹冠圓滿度與樹高的關(guān)系[14]

由圖3、圖4可知，隨著樹冠圓滿度的增大樹高逐漸減小，其中禿杉的擬合模型為：D=24.861e-1.6703Rc，R=0.8516，樹冠圓滿度與樹高相關(guān)關(guān)系顯著(P<0.05)；而厚樸的擬合模型為：D=9.0499e-0.367Rc，R=0.1023，樹冠圓滿度與樹高指數(shù)關(guān)系并不顯著(P>0.05)。

圖3 禿杉樹冠圓滿度與樹高的相關(guān)關(guān)系圖4 厚樸樹冠圓滿度與樹高的相關(guān)關(guān)系

2.3 樹冠圓滿度與形數(shù)之間的關(guān)系

本研究以胸高形數(shù)作為禿杉和厚樸的干形指標(biāo)。從這2個(gè)樹種樹冠圓滿度與形數(shù)的關(guān)系上看(圖5、圖6)，隨著樹冠圓滿度的增加，形數(shù)也在增大。其中禿杉的擬合方程為：f=0.1446Rc2-0.1085Rc+1.5192，R=0.0455；厚樸的擬合方程為：f=0.5824Rc2-0.701Rc+1.3401，R=0.0624。但禿杉、厚樸的樹冠圓滿度與形數(shù)的相關(guān)關(guān)系均不顯著。

圖5 禿杉樹冠圓滿度與形數(shù)的相關(guān)關(guān)系圖6 厚樸樹冠圓滿度與形數(shù)的相關(guān)關(guān)系

2.4 樹冠圓滿度與材積的關(guān)系

樹干材積是斷面積、樹高和干形綜合影響的結(jié)果。由圖7、圖8可知，禿杉和厚樸的樹冠圓滿度與材積呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，即隨著樹冠圓滿度的增加樹干材積逐漸減小。其中禿杉的擬合方程為：D=15.401e-3.0478Rc，R=0.6196，禿杉樹冠圓滿度與樹干材積呈明顯的相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；而厚樸的擬合方程為：D=6.3061e-0.1515Rc，R=0.0579，厚樸樹冠圓滿度與樹高無明顯的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。

圖7 禿杉樹冠圓滿度與材積的相關(guān)關(guān)系圖8 厚樸樹冠圓滿度與材積的相關(guān)關(guān)系

3 結(jié)論與討論

許多學(xué)者通過對(duì)樹冠大小的研究來預(yù)測(cè)樹木的生長(zhǎng)空間、林木的生長(zhǎng)潛力，以此來分析林分的空間結(jié)構(gòu)和競(jìng)爭(zhēng)水平。如徐成立等[6]認(rèn)為樹冠圓滿度與林木直徑生長(zhǎng)和樹干形狀有著密切的關(guān)系，樹冠圓滿度能夠在一定程度上反映林木占有空間的能力，從而反映出林木所處的競(jìng)爭(zhēng)。Bechtold[7]采用多元線性回歸的方法建立美國(guó)西部53個(gè)樹種的冠幅預(yù)估模型，認(rèn)為胸徑是預(yù)估林木冠幅的重要指標(biāo)；國(guó)內(nèi)學(xué)者雷相東等[8]采用多元逐步回歸的方法建立長(zhǎng)白落葉松、紅松、云杉等9個(gè)樹種的冠幅模型，模型的自變量不僅包括林木因子，同時(shí)引入了林分密度等林分因子，結(jié)果表明胸徑和林分密度對(duì)所有樹種的冠幅均有顯著影響。本研究中禿杉和厚樸的樹冠圓滿度與其胸徑呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，其相關(guān)指數(shù)(R)：禿杉為0.2974、厚樸為0.1341。

本研究中禿杉的樹冠圓滿度與樹高呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，且相關(guān)關(guān)系顯著，厚樸的樹冠圓滿度與樹高呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，相關(guān)性不顯著。但均呈隨著樹高的增加，其樹冠圓滿度逐漸變小。樹冠的長(zhǎng)度本身即是樹木高度的一部分，生長(zhǎng)于郁閉林分中的樹木雖然受到自然整枝或人工修枝的影響，但樹冠的絕對(duì)長(zhǎng)度比幼齡時(shí)期長(zhǎng)，因此隨著樹高的增加，樹冠圓滿度逐漸變小。

本研究中將胸高形數(shù)作為樹木的干形指標(biāo)。由于樹木的生長(zhǎng)環(huán)境不盡相同，其干形之間差別較大，一般來講“孤立之木”的樹冠比較大，樹干較尖，而生長(zhǎng)于林分中的樹木，樹冠較小，樹干比較飽滿。因此樹冠的大小對(duì)樹干干形的影響較大。本研究表明隨著樹冠圓滿度的增加，形數(shù)也在增大，但禿杉和厚樸的樹冠圓滿度與形數(shù)的相關(guān)關(guān)系沒有達(dá)到顯著水平[15]。

Hamilton[9]認(rèn)為樹冠體積的增長(zhǎng)與林木的材積生長(zhǎng)有著顯著的相關(guān)性，云杉樹冠體積的生長(zhǎng)量占材積生長(zhǎng)量變化量的80%；Zarnoch等[10]認(rèn)為與其它絕對(duì)指標(biāo)相比，樹冠體積、樹冠表面積和樹冠生產(chǎn)效率能夠更好地對(duì)森林的健康進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠更好地量化整個(gè)樹冠；余雪標(biāo)等[11]對(duì)桉樹人工林的生長(zhǎng)特性與樹冠結(jié)構(gòu)特征的關(guān)系進(jìn)行研究，認(rèn)為樹冠體積與表面積是林木單木材積生長(zhǎng)的最主要因素。本研究中，禿杉和厚樸的樹冠圓滿度與材積呈負(fù)指數(shù)關(guān)系，即隨著樹冠圓滿度的增加樹干材積逐漸減小。但禿杉樹冠圓滿度與樹干材積呈明顯的相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，而厚樸的樹冠圓滿度與樹高無明顯的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。

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Relationship Among Crown-fullness Ratio and Major Growth Indicators ofTaiwaniacryptomerioidesandMagnoliaofficinalissubsp.biloba

LIAO Xian-jin

(NationalForestFarmofLianchengQiujiashan，Liancheng366300，F(xiàn)ujian，China)

The relationship ofTaiwaniacryptomerioidesandMagnoliaofficinalissubsp.bilobaamong crown-fullness ratio of two species and theirDBH，tree height，volume，slenderness coefficient were investigated.Result shows that：crown-fullness ratio of two species which is inversely correlated withDBH，tree height，volume and is positively correlated with slenderness coefficient.But the crown-fullness ratio ofTaiwaniacryptomerioideshave significantly correlated with tree height and volume；which has no significantly correlated with DBH and slenderness coefficient.But the crown-fullness ratio ofM.officinalissubsp.bilobahas no significantly correlated with DBH，tree height，volume and slenderness coefficient.The size of the crown-fullness ratio have great impact in growth ofTaiwaniacryptomerioidesand have less impact on its stem form.But have less impact in growth and stem form ofM.officinalissubsp.biloba.

Taiwaniacryptomerioides；Megnoliaofficinalissubsp.biloba；crown-fullness ratio；DBH；tree height；volume

2015-11-12；

2016-01-23

廖先金(1974—)，男，福建長(zhǎng)汀人，連城邱家山國(guó)有林場(chǎng)工程師，從事營(yíng)林管理工作。E-mail：ctlxjcd@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.043

S758.5

A

1002-7351(2016)03-0203-05