湘西喀斯特高海拔地區(qū)青錢柳人工林生長(zhǎng)曲線相關(guān)性研究

張 輝 劉興鋒

(湘西土家族苗族自治州林業(yè)科學(xué)研究所，湖南 吉首 416000)

青錢柳[Cyclocarya paliurus(Batal)Ijinskaja]系雙子葉植物綱 ( Dicotyledoneae)胡桃科(Juglandaceae)青錢柳屬植物。它是我國(guó)獨(dú)有的單種屬植物,是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的瀕危植物之一,屬三類保護(hù)植物[1]。 青錢柳是一種高大速生喬木,奇數(shù)羽狀復(fù)葉，廣泛分布于湖南、湖北、四川、貴州、云南等地海拔 420～2500m 的山區(qū)、溪谷或石灰?guī)r山地，據(jù)《中國(guó)中藥志要》記載,其樹皮、樹葉具有清熱解毒、止痛功能,可用于治療頑癬。長(zhǎng)期以來(lái)民間用其葉片做茶,因其味甜有清熱解暑、降壓、降糖等保健功效。

湘西自治州蕰藏著大量野生青錢柳資源，主要分布在以喀斯特地貌為主的永順、龍山、保靖、鳳凰、古丈等中高山地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)湘西地區(qū)現(xiàn)有青錢柳人工林近3萬(wàn)畝。因此開展喀斯特中高山地區(qū)青錢柳樹齡與徑粗生長(zhǎng)、樹高生長(zhǎng)之間，徑粗生長(zhǎng)與樹高生長(zhǎng)之間相關(guān)關(guān)系研究，并建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)于湘西喀斯特中高山地區(qū)青錢柳人工林培育有著積極參考意義。

林木年齡與其徑高生長(zhǎng)存在密切的相關(guān)性，據(jù)有關(guān)調(diào)查研究表明，隨著樹齡增長(zhǎng)其徑高生長(zhǎng)呈對(duì)應(yīng)性線型增長(zhǎng)，不同年齡的與徑高之間回歸關(guān)系密切，所建立的回歸模型預(yù)估效果理想[2]。本文側(cè)重對(duì)湘西喀斯特高海拔地區(qū)青錢柳人工林的樹齡與胸徑樹高生長(zhǎng)展開分析，利用統(tǒng)計(jì)軟件建立了青錢柳樹齡與徑、高生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)比較、檢驗(yàn)，建立最優(yōu)模型，為湘西喀斯特高海拔地區(qū)青錢柳人工林培育技術(shù)指標(biāo)和林分主要生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定提供一定科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于湖南湘西州龍山縣洛塔鄉(xiāng)梭羅村，地理位置為109°13’—109°46’E，28°46’—29°38’N，該地區(qū)是亞熱帶地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候類型，四季分明，降雨豐沛，平均降雨量1357.1mm，平均氣溫為15.4～16.6℃，年平均日照時(shí)數(shù)1273h。實(shí)驗(yàn)地為喀斯特高山地貌，平均海拔1060m，坡向東南，上部坡位，地類以坡耕地和荒山為主，植被為馬桑、魚腥草等，土壤為石灰?guī)r山地黃壤，平均土層厚60cm，土壤肥力中等，適宜多種林木生長(zhǎng)。2003年造林，造林密度為133株每畝，造林面積110畝。

2 研究?jī)?nèi)容與方法

2.1 生長(zhǎng)量調(diào)查與測(cè)定

2018年8月對(duì)湘西自治州龍山縣洛塔鄉(xiāng)梭羅村2003年所造青錢柳人工林進(jìn)行生長(zhǎng)量調(diào)查測(cè)定。調(diào)查測(cè)定方法采用抽取實(shí)驗(yàn)林的上中下3個(gè)部位，設(shè)立3個(gè)樣地，每個(gè)樣地1畝，并進(jìn)行每木調(diào)查，測(cè)定樹高與胸徑，然后進(jìn)行胸徑樹高平均值計(jì)算，得出標(biāo)準(zhǔn)株胸徑樹高值，依據(jù)胸徑樹高值選擇標(biāo)準(zhǔn)株用作解析木分析[3]，總共測(cè)定3個(gè)樣地228株胸徑與樹高生長(zhǎng)量和3株標(biāo)準(zhǔn)株解析木(平均木)伐倒測(cè)定。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理

在對(duì)湘西自治州龍山縣洛塔鄉(xiāng)梭羅村3個(gè)樣地3株標(biāo)準(zhǔn)解析木利用常規(guī)解析木測(cè)定方法測(cè)定其樹齡與其對(duì)應(yīng)的徑高生長(zhǎng)量，其結(jié)果見(jiàn)表1：

表1 青錢柳人工林標(biāo)準(zhǔn)解析木徑高生長(zhǎng)量測(cè)定計(jì)算表

表1說(shuō)明：序號(hào)列1，2，3號(hào)分別為三個(gè)樣地3株標(biāo)準(zhǔn)解析木編號(hào)；指標(biāo)列為徑、高生長(zhǎng)量；年度生長(zhǎng)量列為1～13個(gè)年度內(nèi)各年度圓盤實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；序號(hào)列4為前3個(gè)株標(biāo)準(zhǔn)解析木平均數(shù)據(jù)。

本文以樹齡和平均徑高生長(zhǎng)量作為相關(guān)分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并以樹齡、胸徑作為自變量、樹高作為因變量，利用excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行回歸模型分析，求出最合適的回歸模型。

2.3 數(shù)學(xué)模型選擇

擬建數(shù)學(xué)模型以解析木數(shù)據(jù)，分別以樹齡(X1)胸徑(X2)為自變量，樹高(Y)因變量、以樹齡為橫坐標(biāo)，胸徑、樹高為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)圖。通過(guò)對(duì)散點(diǎn)的分析，選取多項(xiàng)式函數(shù)為擬合曲線方程模型。

青錢柳樹齡與胸徑樹高對(duì)應(yīng)值分布散點(diǎn)圖

注：1畝≈666.7m2

2.4 適應(yīng)性檢驗(yàn)

為了保證擬合曲線的準(zhǔn)確性，需對(duì)曲線進(jìn)行檢驗(yàn)，將解析木實(shí)測(cè)的樹齡、胸徑與樹高值導(dǎo)入所建立的樹齡與胸徑樹高回歸數(shù)學(xué)模型中，通過(guò)計(jì)算，可以得出解析木的樹齡與對(duì)應(yīng)的胸徑、樹高的估計(jì)值。通過(guò)對(duì)比檢驗(yàn)解析木中胸徑、樹高的實(shí)際值，采用F檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，用來(lái)確定所建立的最優(yōu)模型是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 樹齡與胸徑樹高數(shù)學(xué)模型建立

3.2 樹齡與胸徑樹高數(shù)學(xué)模型擬合度檢驗(yàn)

表2 樹齡與胸徑樹高擬合回歸方程T檢驗(yàn)表

表3 樹齡與胸徑樹高回歸方差分析表

擬合度檢驗(yàn)：由表3線性方程系數(shù)R2=0.9999，說(shuō)明該模型對(duì)數(shù)據(jù)的擬合程度高。由F=2514.43>F0.05(3.19)檢驗(yàn)P=3.15268E-11 <0.01，回歸方程具有極高顯著性。

表4 青錢柳樹齡、胸徑與樹高生長(zhǎng)量回歸分析表

由表4回歸分析所建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步說(shuō)明樹齡、胸徑與樹高回歸參數(shù)值在合理區(qū)間，充分證明回歸方程可靠性極高。

4 結(jié)論