大葉柳地上部鮮生物量預(yù)測(cè)最佳數(shù)學(xué)模型篩選

[摘 要] 通過對(duì)冷涼性濕潤(rùn)區(qū)陰坡、陽坡、河灘地不同立地類型地埂上生長(zhǎng)的大葉柳生長(zhǎng)量和鮮生物量進(jìn)行調(diào)查，采用回歸分析方法，回歸得到6種單枝枝鮮質(zhì)量和葉鮮質(zhì)量的預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，從中篩選得到[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0]、[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6]、[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2]、[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8]4種預(yù)測(cè)單枝枝鮮質(zhì)量和葉鮮質(zhì)量的最佳數(shù)學(xué)模型，其預(yù)測(cè)精度都在90%以上，其中地上部鮮生物量可用[W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量]方程計(jì)算得到。上述預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型可在大葉柳地上部鮮生物量調(diào)查中推廣應(yīng)用，將獲得事半功倍的效果。

[關(guān)鍵詞] 大葉柳;生長(zhǎng)量;鮮生物量;數(shù)學(xué)模型

[中圖分類號(hào)] S792.12 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1674-7909（2019）05-92-2

大葉柳（Salix jishiensis C.F.Fang et J.Q.Wang）系楊柳科柳屬康定柳與旱柳的天然雜交種，以葉片大而得名，是甘肅省的特有種。其垂直分布于海拔1 800～2 600 m，水平分布在甘肅省臨夏州西南部、定西市南部及甘南州大夏河流域，以臨夏州臨夏縣、積石山縣分布最多，栽植于宜林荒山荒地和農(nóng)田地埂。大葉柳為中生陽性喜光樹種，具有抗寒、喜水濕、抗風(fēng)、不怕泡淹、不怕沙埋、生長(zhǎng)迅速、萌芽性強(qiáng)、生物量大、枝條柔軟、燃燒值高、主根發(fā)達(dá)、側(cè)根和須根密集如網(wǎng)以及對(duì)土壤要求不嚴(yán)等特點(diǎn)。既可營(yíng)造防護(hù)林、用材林、薪炭林，又可發(fā)展采條林、飼料林[1]。為挖掘大葉柳生產(chǎn)潛力，合理經(jīng)營(yíng)、利用、發(fā)展大葉柳，解決群眾薪材、編織材、飼料等，預(yù)測(cè)其枝、葉鮮生物量具有實(shí)際意義。

1 調(diào)查區(qū)概況

調(diào)查區(qū)位于甘肅省臨夏縣韓集鎮(zhèn)，氣候?qū)倮錄鲂詽駶?rùn)區(qū)，海拔2 155～2 231 m，年平均氣溫5.2～5.9 ℃，極端高溫35.8 ℃，極端低溫-25.7 ℃，≥10 ℃積溫1 923 ℃，日照時(shí)間2 323.4 h，無霜期147 d，年降水量651 mm，且分布不均勻，多集中在7—9月，年蒸發(fā)量1 264 mm。土壤黑麻土（陰坡）、麻土（陽坡）、草甸土（河灘地），土層厚，質(zhì)地疏松，土壤肥沃，土壤pH值7.8，無灌溉條件。

2 調(diào)查內(nèi)容及方法

在冷涼性濕潤(rùn)區(qū)不同立地條件（陰坡、陽坡、河灘地）下，調(diào)查大葉柳的生長(zhǎng)量、鮮生物量和萌條數(shù)。調(diào)查采用隨機(jī)抽樣的方法，每叢選擇3～6條大小不等的枝條，分別量測(cè)枝長(zhǎng)、枝徑及枝齡，其平均值即為該叢的標(biāo)準(zhǔn)枝生長(zhǎng)量，分別稱與標(biāo)準(zhǔn)枝生長(zhǎng)量接近的枝條的枝鮮質(zhì)量、葉鮮質(zhì)量，并量測(cè)枝長(zhǎng)、枝徑，調(diào)查枝齡，該枝枝鮮質(zhì)量與葉鮮質(zhì)量之和乘以萌條數(shù)即為該叢之鮮生物量。共調(diào)查39叢，其中陰坡10叢、陽坡9叢、河灘地20叢。

3 生物量數(shù)學(xué)模型建立與分析

3.1 用枝長(zhǎng)預(yù)測(cè)枝鮮質(zhì)量

依據(jù)枝鮮質(zhì)量與枝齡的實(shí)際關(guān)系，選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb]比較切合實(shí)際。其中，[H]為枝長(zhǎng)，單位m;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.034 "4H3.053 "5]，相關(guān)系數(shù)[r=0.834 nbsp;3gt;r0.001f=37=0.518 "9]，相對(duì)誤差7.02%，精度92.98%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3.2 用枝徑預(yù)測(cè)枝鮮質(zhì)量

依據(jù)枝鮮質(zhì)量與枝齡的實(shí)際關(guān)系，選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aDb]比較切合實(shí)際。其中，[D]為枝徑，單位cm;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0]，相關(guān)系數(shù)[r=0.927 "7gt;r0.001f=37=0.518 9]，相對(duì)誤差4.03%，精度95.97%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3.3 用枝長(zhǎng)枝徑預(yù)測(cè)枝鮮質(zhì)量

因枝鮮質(zhì)量與枝條材積成正比，而枝條材積與枝長(zhǎng)、枝徑均成正比，故建立數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb1Db2]比較切合實(shí)際。其中，[H]為枝長(zhǎng)，單位m;[D]為枝徑，單位cm;[a]、[b1]、[b2]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6]，復(fù)相關(guān)系數(shù)[r=0.927 "7gt;r0.00 1f=37=0.518 "9]，相對(duì)誤差4.09%，精度95.91%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3.4 用枝長(zhǎng)預(yù)測(cè)葉鮮質(zhì)量

依據(jù)葉鮮質(zhì)量與枝齡的實(shí)際關(guān)系，選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb]比較切合實(shí)際。其中，[H]為枝長(zhǎng)，單位m;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.023 "2H2.423 "6]，相關(guān)系數(shù)[r=0.719 "1gt;r0.001f=37=0.518 "9]，相對(duì)誤差9.65%，精度90.35%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3.5 用枝徑預(yù)測(cè)葉鮮質(zhì)量

依據(jù)葉鮮質(zhì)量與枝齡的實(shí)際關(guān)系，選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aDb]比較切合實(shí)際。其中，[D]為枝徑，單位cm;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8]，相關(guān)系數(shù)[r=0.777 "8gt;r0.001f=37=0.518 "9]，相對(duì)誤差8.04%，精度91.96%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3.6 用枝長(zhǎng)枝徑預(yù)測(cè)葉鮮質(zhì)量

因葉鮮質(zhì)量與枝長(zhǎng)、枝徑均成正比，故建立數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb1Db2]比較切合實(shí)際。其中，[H]為枝長(zhǎng)，單位m;[D]為枝徑，單位cm;[a]、[b1]、[b2]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2]，復(fù)相關(guān)系數(shù)[r=0.779 "2gt;r0.001f=37=0.518 "9]，相對(duì)誤差7.96%，精度92.04%，回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值[2]。

3.7 地上部鮮生物量預(yù)測(cè)

地上部鮮生物量預(yù)測(cè)模型為：

[W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量]，其中[n]為萌條數(shù)。

4 結(jié)論及建議

①6個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)精度都在90%以上，具有較高的價(jià)值。在單枝枝鮮質(zhì)量預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型中，單因子（枝徑）預(yù)測(cè)價(jià)值最佳，雙因子（枝徑、枝長(zhǎng)）次之，單因子（枝長(zhǎng)）最差;在單枝葉鮮質(zhì)量預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型中，雙因子（枝徑、枝長(zhǎng)）預(yù)測(cè)價(jià)值最佳，單因子（枝徑）次之，單因子（枝長(zhǎng)）最差。

②地上部鮮生物量可用[W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量]方程計(jì)算得到。

③預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型僅適用于株距4 m以上單行或雙行的1～4年生枝條。

④預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型為大葉柳的合理經(jīng)營(yíng)、開發(fā)利用及大力發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

⑤建議將[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0]、[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6]、[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2]、[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8]4種預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型在大葉柳地上部鮮生物量調(diào)查中推廣應(yīng)用，將獲得事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王國(guó)玉，安樹康，姬學(xué)虔.大葉柳特性及其栽培技術(shù)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014（21）：97-98.

[2]安樹康.梨葉面積最佳預(yù)測(cè)模型篩選[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（4）：463-466.