桓仁地區(qū)胡桃楸枝條基徑模型的研究

任義

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，遼寧 沈陽 110122)

胡桃楸(JuglansmandshuricaMaxim.)隸屬胡桃科，山胡桃屬。是一種落葉喬木，樹高可達(dá)20 m。其樹冠形狀為扁圓形，枝條長勢(shì)擴(kuò)散。樹皮深灰色，具有較淺縱裂。是“東北三大硬闊”之一[1]。通常分布在我國小興安嶺、完達(dá)山脈、長白山區(qū)及遼寧東部等地區(qū)。喜歡寒冷干燥的氣候，耐寒，喜光。樹冠的形狀影響著樹木各器官的空間分布，同時(shí)也影響著植株對(duì)光照的吸收[2-5]。因此，對(duì)樹冠結(jié)構(gòu)的研究在一定角度上，對(duì)了解林木的生長規(guī)律具有很積極的意義[6]。

本文以遼寧省本溪市桓仁縣和平林場(chǎng)胡桃楸為研究對(duì)象，采用枝解析法[7]，采集不同林分條件下的18株胡桃楸枝條，研究枝條基徑的生長和變化規(guī)律，為進(jìn)一步研究胡桃楸樹的冠型提供理論依據(jù)[8,9]。

1 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)收集

1.1 研究區(qū)域概況

桓仁地處長白與華北兩大植被區(qū)系過渡帶。境內(nèi)山高林茂，林業(yè)資源豐富，有林地面積28.62萬hm2,占全縣面積80.69%，森林覆被率76.6%。和平林場(chǎng)成立于1997年，主要經(jīng)營林業(yè)種植，并有4A級(jí)楓林谷景區(qū)。林場(chǎng)內(nèi)的主要樹種有柞樹、紅松、落葉松、刺楸、紫椴、水(花)曲柳、黃菠蘿、胡桃楸、黃榆等。

1.2 數(shù)據(jù)采集與處理

在桓仁縣和平林場(chǎng)選取具有代表性的林分，要求其必須為不同立地，不同林齡。在林分中設(shè)置3塊標(biāo)準(zhǔn)地，在每塊樣地中標(biāo)記6株無病蟲害且長勢(shì)良好的胡桃楸進(jìn)行每木解析。解析過程：(1)在伐倒前先測(cè)定其胸徑和樹高；(2)在保證不破壞樹冠的前提下將其伐倒；(3)將伐倒的標(biāo)準(zhǔn)木樹干按1 m區(qū)分段進(jìn)行區(qū)分,并在每個(gè)區(qū)分段的中央位置鋸取，制作成解析圓盤，并進(jìn)行編號(hào)；(4)最后將每木測(cè)定的結(jié)果按徑階統(tǒng)計(jì)分組。

2 結(jié)果與分析

按照1.2方法，將18株胡桃楸進(jìn)行每木解析，對(duì)其生長良好的枝條進(jìn)行測(cè)量，通過統(tǒng)計(jì)模型對(duì)數(shù)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，詳見表1，并做出分析，最后得出胡桃楸枝條基徑的生長模型。

表1 胡桃楸樣木、樣枝因子一覽表

2.1 模型的搭建

樹木的枝條類似于樹干的胸徑，在對(duì)枝條的整體描述中，基徑是一項(xiàng)非常重要的因子。目前，只通過樹木的枝條最大值和平均值為研究對(duì)象，建立起來的基徑模型，還不能很好的說明枝條的基徑生長規(guī)律，要把所有枝條的大小和位置都作為影響因子。對(duì)18株胡桃楸的每木測(cè)定，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，繪制散點(diǎn)圖，發(fā)現(xiàn)基徑與著枝深度、胸徑、樹高、方位角都有一定關(guān)系。因此，以樹木枝條的基徑作為因變量，把著枝深度、胸徑、樹高、方位角相結(jié)合，最終確定枝條的基徑模型為：

BD=a0+a1DINC+a2DINC2+a3DBH·DINC2

式中:BD為枝條基徑(cm)；DINC為枝條的總著枝深度(cm)；DBH為胸徑(cm)；a0、a1、a2、a3為模型預(yù)估參數(shù)。

2.2 基徑模型

對(duì)每木測(cè)定數(shù)據(jù)通過SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行擬合，對(duì)模型的參數(shù)通過非線性回歸估計(jì)擬合。最后，可以得到基徑模型的殘差分布(圖1)。

通過觀察，基徑的殘差分布-40到40的區(qū)域內(nèi)，且很均勻，沒有任何規(guī)律，表明擬合模型效果良好，可以應(yīng)用。

在SPSS軟件內(nèi)，把基徑作為變量，把其他數(shù)據(jù)帶入，進(jìn)行線性回歸分析，得到各項(xiàng)指標(biāo)(表2)。

圖1 預(yù)測(cè)基徑模型的殘差分布

表2 基徑線性模型參數(shù)表模型匯總

系數(shù)a

最后得到基徑的模型如下：

BD=17.62-0.019DINC+1.57

3 結(jié)論

通過對(duì)桓仁縣林業(yè)局和平林場(chǎng)不同樣地內(nèi)的18株胡桃楸木進(jìn)行每木測(cè)定，得到真實(shí)有效數(shù)據(jù)，以此建立胡桃楸枝條基徑模型。通過SPSS軟件把測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，對(duì)模型參數(shù)(著枝角度、胸徑)進(jìn)行非線性估計(jì)。最終得到基徑的最優(yōu)模型為：

BD=17.62-0.019DINC+1.57