甘肅祁連山森林資源連續(xù)清查中祁連圓柏前后期胸徑關(guān)系的探究

劉子璽 劉新明

【摘要】：本文根據(jù)甘肅省民樂縣第八次和第九次森林資源連續(xù)清查中3個(gè)固定測(cè)樹樣地內(nèi)的祁連圓柏為研究對(duì)象，通過前后兩期每木檢尺測(cè)量的胸徑數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，通過SPSS 21.0軟件插入前后兩期胸徑散點(diǎn)圖，然后進(jìn)行非線性回歸擬合度分析，結(jié)果表明后期胸徑與前期胸徑的擬合公式：二次模型為：D2016=0.177+1.108D2011-0.004D20112， 三次模型為：D2016=0.239-0.02D20112-0.000044D20113都能較好的反應(yīng)祁連圓柏的胸徑的生長(zhǎng)關(guān)系，從而為今后的祁連圓柏森林資源調(diào)查提供科學(xué)依據(jù)[1]。

【關(guān)鍵詞】：祁連圓柏胸徑數(shù)學(xué)模型

Abstract：In this paper， according to the eighth and ninth consecutive inventory of forest resources in Minle County， Gansu Province， three fixed tree-like areas of the eucalyptus cypress as the research object， through the front and rear two phases of each wood detector measurement of chest diameter data for the study object， through SPSS 21.0 software insertion before and after the two stages of chest diameter dispersion Point graph， and then nonlinear regression fit analysis， the results show that the post-thoracic diameter and the pre-thoracic diameter fitting formula： linear model D2016= 0.570 + 1.025D2011， secondary model is：D2016=0.652+1.01D20112，thethreemodels are： D2016=-0.127+1.202D20113 can better reflect the growth relationship of the chest diameter of the cypress， thus providing a scientific basis for the future survey of the forest resources of the cypress.

Keywords： Price crassifolia ;DBH;treehight

近年來，在各類森林資源調(diào)查工作過程中，胸徑是樹木的重要因子之一，胸徑的測(cè)量相對(duì)比較容易，誤差也相對(duì)較小，但在實(shí)際的森林資源數(shù)據(jù)更新過程中，野外調(diào)查工作量大，耗時(shí)、費(fèi)力、開支較大且效率低。為了在以后的森林資源調(diào)查過程中做到科學(xué)快速的估算出祁連圓柏的前后期胸徑的變化規(guī)律，根據(jù)甘肅省第八次和第九次森林資源連續(xù)清查中的3個(gè)測(cè)樹樣地內(nèi)的祁連圓柏胸徑大小為研究對(duì)象，對(duì)前后兩期的胸徑關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出后期胸徑與前期胸徑的模型，為以后的各類森林資源年度更新工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

一、基本情況

民樂縣境內(nèi)祁連山保護(hù)區(qū)總面積31470公頃，其中林地面積17812.83公頃、非林地面積13657.17公頃。林地面積中，有林地6321.79公頃、疏林地406.06公頃、灌木林地10748.04公頃、未成林造林地87.64公頃、苗圃地8.89公頃、無立木林地0.75公頃、宜林地239.66公頃。所轄林區(qū)中大部分森林為中幼齡林，森林主要是以青海云杉、祁連圓柏等喬木和高山柳、錦雞兒、金露梅、銀露梅、小檗等灌木林為主的天然水源涵養(yǎng)林，人工林主要以青海云杉、華北落葉松為主，活立木總蓄積量64萬立方米，森林覆蓋率49.3%。林區(qū)內(nèi)有野生動(dòng)物54種，其中國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物16種。

二、調(diào)查方法

本次調(diào)查以森林資源連續(xù)清查中固定樣地內(nèi)的祁連圓柏為調(diào)查目標(biāo)，現(xiàn)地調(diào)查的固定樣地根據(jù)前期樣地位置和復(fù)位記錄描述（或已經(jīng)采集的GPS坐標(biāo)），采用GPS導(dǎo)航、引點(diǎn)定位和向?qū)返榷喾N方法找到固定樣地，并采集樣地西南角的GPS坐標(biāo)值。樣地定位后，首先要利用保存的標(biāo)志對(duì)周界進(jìn)行復(fù)位，并按固定標(biāo)志設(shè)置要求，修復(fù)和補(bǔ)設(shè)有關(guān)標(biāo)志，樣地位置和樣地周界原則必須與前期保持一致。樣地復(fù)位后，按照固定樣地調(diào)查要求進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)樣木進(jìn)行復(fù)位。通過圍尺對(duì)樣地內(nèi)的胸徑≥5cm的祁連圓柏測(cè)量?jī)纱涡貜饺∑骄禐樾貜降拇笮。▎挝粸閏m，保留1位小數(shù)），將每株樹木的調(diào)查情況記錄在調(diào)查表中，本次共調(diào)查祁連圓柏198株。

三、數(shù)據(jù)處理

將測(cè)量后的前后期胸徑的數(shù)據(jù)錄入SPSS 21.0軟件中，然后選擇圖形—圖表構(gòu)建程序—插入散點(diǎn)圖/點(diǎn)圖，從而得到如下圖所示的前后期胸徑曲線圖。為了使前后期胸徑的關(guān)系更符合實(shí)際情況，對(duì)異常10個(gè)樣本數(shù)據(jù)（其中4個(gè)為后期胸徑等于前期胸徑，9個(gè)為本期新進(jìn)階的樣木）進(jìn)行刪除，實(shí)際樣本數(shù)為185個(gè)，然后重新生成散點(diǎn)圖。如下圖所示：

根據(jù)前后期胸徑曲線圖可知圖形符合線性分布，選擇分析—回歸—曲線估計(jì)，選擇因變量為前期胸徑D2011，變量為D2016，在模型上選擇別選擇線性、二次項(xiàng)、復(fù)合、增長(zhǎng)、對(duì)數(shù)、立方、S、指數(shù)分布、冪、Logistic這十個(gè)模型從而得到如下圖的模型匯總參數(shù)估計(jì)值。

四、數(shù)據(jù)分析

根據(jù)各模型匯總和參數(shù)估計(jì)值、前后期胸徑模型示意圖，對(duì)后期胸徑與前期胸徑的非線性模型進(jìn)行擬合研究，決定系數(shù)R2是一個(gè)回歸方程與樣本觀測(cè)值的擬合集成度的相對(duì)指標(biāo)，反映了因變量的變異中能用自變量解釋的比例，越大說明模型達(dá)到的預(yù)估效果越好，當(dāng)Sig<0.01時(shí)達(dá)到極其顯著水平，由此選取R2最大的值為擬合方最佳擬合方程[2]，所以以下兩個(gè)模型都能夠較好的反映后期胸徑與前期胸徑的關(guān)系的模型公式：

二次模型為：D2016=0.177+1.108D2011-0.004D20112，R2=0.989;

三次模型為：D2016=0.239-0.02D20112-0.000044D20113，R2=0.989;

五、結(jié)論

通過比較發(fā)現(xiàn)，二次、三次的回歸模型相比其它的模型相關(guān)性極顯著，決定系數(shù)R2的大小和相關(guān)性F來評(píng)價(jià)模型的擬合效果，因三次回歸模型R2=二次增長(zhǎng)模型R2>線性模型R2>冪回歸模型R2>對(duì)數(shù)回歸模型R2>S回歸模型R2>指數(shù)回歸模型R2>增長(zhǎng)回歸模型R2>復(fù)合模型R2Logistic回歸模型R2>倒數(shù)回歸模型，相關(guān)性最好的F值分別：為7870.534、5218.439，所以選取兩個(gè)模型，分別為二次、三次。二次和三次模型如下圖所示。

六、討論

1、應(yīng)用本方法在研究前后期胸徑關(guān)系的過程中，相對(duì)簡(jiǎn)單，容易操作，也可用于其它樹種的研究。

2、本次調(diào)研研究中胸徑的間隔期為5年的胸徑生長(zhǎng)量，除以5后得到5年的胸徑平均生長(zhǎng)量，這將在以后的森林資源更新過程中已知前期胸徑就可以輕松得到后期胸徑，可減輕調(diào)查工作量、效率高、數(shù)據(jù)有一定的精度，為以后的祁連圓柏的調(diào)查研究提供一定的理論基礎(chǔ)。

3、本次調(diào)查過程中沒有考慮隨著祁連圓柏胸徑的不斷生長(zhǎng)，達(dá)到峰值時(shí)胸徑的變化將不適用本次的研究成果。

4、2021年將進(jìn)行森林資源的第十次調(diào)查，可以將第十次調(diào)查的數(shù)據(jù)結(jié)果以驗(yàn)證模型的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏京.林木胸徑與樹高關(guān)系研究.湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.第2期.190-190。

[2]龐素文，王延紅，于洪亮，王軍繁.吉林省林木種質(zhì)資源普查標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置與調(diào)查.林業(yè)勘查設(shè)計(jì).2012年第2期.43-43。