人工福建柏胸徑與樹高關(guān)系的研究

盧春英

摘要 采用樣地調(diào)查的方法對人工福建柏進行調(diào)查，應(yīng)用概率密度函數(shù)中運用最廣的Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直線、二次曲線等6種理論生長方程，擬合福建柏胸徑與樹高的關(guān)系。結(jié)果表明：Weibull方程的擬合效果最好，相關(guān)系數(shù)最大（0.966 3），剩余平方和最小（91.769 1），更能準(zhǔn)確描述福建柏的胸徑樹高生長特性，更適合于建立人工福建柏的胸徑樹高生長模型。Gompertz、Richards模型擬合效果稍遜Weibull模型。福建柏胸徑和樹高的關(guān)系模型的研究對該區(qū)域內(nèi)福建柏的研究和生產(chǎn)應(yīng)用具有非常重要的作用，可用于林業(yè)生產(chǎn)實踐上使用。

關(guān)鍵詞 福建柏；樹高；胸徑；擬合方程

中圖分類號 S791.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0135-02

福建柏[Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas]為福建省主要造林樹種，亦是國家二級保護的特有珍貴用材樹種，因最先在福建省采到標(biāo)本而得名。自1955年以來，福建省先后在30多個縣（市、區(qū)）營造了福建柏人工林[1]。胸徑和樹高是研制和應(yīng)用生長收獲模型的基礎(chǔ)，在單木材積計算、林分生長和收獲預(yù)估中不可或缺。很多研究表明，樹高和胸徑間有著很高的相關(guān)性，簡單、準(zhǔn)確的樹高胸徑模型有利于樹高的準(zhǔn)確估算。因此，模型的構(gòu)建是十分必要的。陳 燦等[2]對東南沿海濕地松防護林胸徑、樹高關(guān)系進行研究，擬合濕地松胸徑與樹高的關(guān)系。孔雨光等[3]對山東省黑楊樹高與胸徑關(guān)系進行研究，建立適用于山東省內(nèi)的黑楊胸徑樹高關(guān)系模型。羅建平[4]采用隨機抽樣調(diào)查的方法，對福建省閩清巒大杉的胸徑與樹高生長模型進行了測定，通過回歸分析的方法篩選出了胸徑與樹高的最佳相關(guān)模型。

對福建柏的研究多數(shù)集中在資源分布、林分?jǐn)嗝娣e生長模型、地位級指數(shù)曲線模型的研制、單木生長模型、人工林標(biāo)準(zhǔn)收獲表[5-9]及人工林林分出材率表[1]編制等方面，而對福建柏樹高和胸徑的關(guān)系模式的研究還未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

研究調(diào)查時間為2016年5月。福建柏樣地設(shè)置于福建省永定仙崠國有林場，位于福建省龍巖市永定區(qū)南部，地處東經(jīng)116°50′30″～117°57′59"、北緯24°22′41″～24°37′23″，東部、南部與漳州市平和縣相連，西部與廣東省大埔縣接壤，北接永定區(qū)下洋鎮(zhèn)、湖坑鎮(zhèn)。全場東西寬4～7 km，南北長約31 km，經(jīng)營總面積5 414 hm2。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，常年溫暖濕潤，水熱條件好。年均氣溫18.40～20.30 ℃，年降水量1 450～2 200 mm，年日照時數(shù)1 759～2 022 h。蒸發(fā)量1 436～1 780 mm，相對濕度72%～80%。年平均無霜期262～317 d。林場喬木植被多為人工林、亞熱帶常綠闊葉林、天然次生林。人工林主要為馬尾松、杉木、木荷，天然林主要為栲櫧類闊葉樹以及馬尾松、杉木等針葉樹種。

具體研究地點為該場初溪工區(qū)下蘭山場803林班010大班070、110小班，面積13.33 hm2。該林分為1974年種植的福建柏人工林，面積連片，坡位中、上部，坡向為東北，坡度25°左右，海拔810～950 m，土壤為黃壤，立地質(zhì)量等級Ⅱ～Ⅲ級。林分平均胸徑18.2 cn，平均樹高12.9 m，郁閉度0.8～0.9，有少量的結(jié)實，已列入2016年福建省福建柏采種基地。

1.2 試驗方法

1.2.1 調(diào)查方法。在研究的福建柏林群落中，采用相鄰格子法設(shè)置25.82 m×25.82 m正方形臨時樣地5塊，每塊樣地0.666 7 hm2，5塊總面積為3.333 5 hm2。樣地用測樹羅盤儀測量邊界，用測樹卷圍尺測量胸徑，在每個樣地內(nèi)進行每木檢尺，測定每1株福建柏的胸徑、樹高，5塊樣地共測得675株，記錄樣地經(jīng)緯度、海拔、坡度、坡向以及植被群落的基本信息，如林齡、起源、郁閉度等。

1.2.2 平均胸徑和樹高的篩選。在1個樣本中，選取若干個胸徑值相近的個體，對胸徑、樹高分別求平均值，并從這些相近的胸徑、樹高值中選取1個與平均胸徑樹高值相近的胸徑、樹高值作為1個代表值。以此類推，1個樣本選取50個代表值，5個樣本共得250個代表值（表1～5）。

1.2.3 模型的選擇。應(yīng)用Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直線、二次曲線等[2-4] 6種理論生長方程，利用250個胸徑與樹高代表值，胸徑、樹高數(shù)據(jù)回歸分析采用Originpro 8.0軟件分析，擬合福建柏胸徑與樹高的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

由表6可以看出，6種曲線方程均能夠較好的擬合樣木胸徑樹高的關(guān)系。根據(jù)“R（相關(guān)系數(shù)）越大、剩余平方和越小，擬合結(jié)果越好”的原則，通過6個方程對福建柏的胸徑與樹高進行擬合比較可知，①相關(guān)系數(shù)。直線（0.939 1）Logistics方程（111.707 4）>二次曲線（106.824 4）>Gompertz方程（103.534 1）>Richards 方程（95.482 1）>Weibull方程（91.769 1），其中直線方程擬合結(jié)果最差，由此可知，6個方程曲線中，Weibull方程的擬合效果最好，最適合福建柏胸徑樹高生長。Gompertz、Richards模型擬合效果稍遜Weibull模型。

3 討論

大量研究表明，在曲線擬合過程中要有較高的相關(guān)系數(shù)和較少參數(shù)且符合生物學(xué)特性[10]。因此，直線方程Y=6.91+0.31X，雖然在6種方程中擬合效果最差，但其依然能較好地解釋胸徑與樹高的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)也達(dá)到了0.939 1。因此，在野外需要計算根據(jù)胸徑計算樹高時，直線方程也是一個不錯的選擇。

4 參考文獻(xiàn)

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