人工油松林直徑分布規(guī)律研究

趙 渺

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

1 引言

在林分內(nèi)各種大小直徑林木按徑階的分配狀態(tài)，稱作林分直徑結(jié)構(gòu)(Stand diameter structure)，亦稱林分直徑分布(Stand diameter distribution)[1]。無論在理論上還是在實際上，林分直徑結(jié)構(gòu)是最重要、最基本的林分結(jié)構(gòu)，不僅因為林分直徑便于測定，而且是因為林分內(nèi)各種大小直徑的樹木的分配狀態(tài)，將直接影響樹木的樹高、干形、材積、材種及樹冠等因子的變化。經(jīng)研究也表明，上述各因子的結(jié)構(gòu)規(guī)律與林分直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律緊密相關(guān)。在理論上它為許多森林經(jīng)營技術(shù)及測樹制表技術(shù)提供了依據(jù)[2]。尤其同齡純林中，每株林木由于遺傳性和所處的具體立地條件等因素不同，會使林木的大小(直徑、冠幅等)、干形等林木特征因子產(chǎn)生某些差異，在正常生長條件下(未遭受嚴(yán)重的自然災(zāi)害及人為干擾)，這些差異將會穩(wěn)定的遵循一定的規(guī)律。因此研究同齡純林的直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律在營林技術(shù)方面具有重要的指導(dǎo)意義。

2 研究區(qū)域概況

平泉縣位于河北省東北部。東經(jīng)118°21′03″～119°15′34″，北緯40°24′0″～40°40′17″，為遼寧、內(nèi)蒙、河北三省交界地，東與遼寧省的凌源市接壤，北與內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市寧城縣相連，西鄰承德縣，南鄰寬城縣。

平泉縣年平均氣溫為7.4 ℃，年平均降水量為521.9 mm，年際變化較大。年日照時數(shù)為2800～2900 h，年日照率65%，無霜期在90～150 d之間，西北山地90～110 d，南部山地140～150 d。

3 樣地設(shè)置

在平泉地區(qū)的人工油松林中實地踏查后，設(shè)置30年生、40年生、50年生樣地各12塊，每個樣地的標(biāo)準(zhǔn)為50 m×60 m。并且在每個林齡相同的林內(nèi)，選擇3株平均木進(jìn)行樹干解析，共9株。

4 研究方法

4.1 數(shù)據(jù)整理

對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的每株樹木進(jìn)行每木檢尺，測量胸徑、樹高、冠幅、活枝下高、死枝下高。將所有調(diào)查的樹木按2 cm徑階分組記錄。所得標(biāo)準(zhǔn)地基本資料見表1～3。

表1 林分平均因子(30年生)

4.2 分析方法

(1)正態(tài)分布概率密度。標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率密度為：

表2 林分平均因子(40年生)

表3 林分平均因子(50年生)

(1)

(2)正態(tài)分布函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)為：

(2)

(3)林分直徑分布檢驗。假設(shè)林分直徑分布遵從正態(tài)分布，則統(tǒng)計量：

5 研究過程

5.1 油松林直徑分布曲線

根據(jù)30、40、50年生的油松林各個徑階的油松株數(shù)，繪制出油松林直徑分布圖(圖1)。

圖1 30年生油松林直徑分布

從圖1中可以看出，徑階4、6、8 cm的油松株數(shù)占了絕大部分，從圖中也可以直白的看出這是一個典型的左偏截尾正態(tài)分布。這也就是說，這個林齡還處于幼齡林階段，小徑階樹木占絕大多數(shù)。

從圖2中可以看出，40年生的人工油松林的直徑分布依舊是左偏正態(tài)分布，但是比起圖1，已經(jīng)明顯開始右移，這也說明了40年生的油松林的直徑有了增長，但是它還是處于生長期。還要做好撫育工作。

圖2 40年生油松林直徑分布

從圖3中可以看出，50年生的人工油松林已經(jīng)接近正態(tài)分布，這也就說明了這個林齡的油松林已經(jīng)趨于成熟林，這個階段要做好收獲和更新工作，伐掉大徑階的樹木，補(bǔ)種油松幼苗。

圖3 50年生油松林直徑分布

5.2 求出期望和方差

(3)

各油松林的期望和方差值見表4。

表4 各油松林的期望和方差值

5.3 正態(tài)分布方程

根據(jù)計算出的林木算術(shù)平均直徑和林分直徑標(biāo)準(zhǔn)差可以得到30、40、50年生的人工油松林直徑的正態(tài)分布方程[6]。

(4)

(5)

(6)

利用計算出的正態(tài)分布曲線可以算出人工油松林直徑正態(tài)分布的理論株數(shù),見表5。

表5 人工油松林的理論株數(shù)值(正態(tài)分布)

5.4 卡方檢驗

正態(tài)分布擬合結(jié)果見表6。

表6 正態(tài)分布擬合結(jié)果

6 結(jié)果分析

6.1 平泉地區(qū)的人工油松林的偏度分析

30、40、50年生的偏度分別為0.317、0.240、0.124，這3個數(shù)字的代表了油松的平均直徑分布的位置，說明了3個曲線都有一條向右延伸的曲線。造成這樣的原因是因為隨著林齡的增大，樹木林分的平均直徑也在增大，說明林分中大徑階的林木占多數(shù)。這也就造成了正態(tài)分布曲線的右移，與實際情況十分符合[7]。

6.2 峰度分析

3個林齡的峰度分別為1.501、1.166、-0.381，這3個數(shù)字代表了曲線的平緩程度，這3個數(shù)值代表了3個曲線越來越平緩。這與實際情況相符合。這也說明了林齡大的林分直徑分布更大[8]。

6.3 統(tǒng)計量的分析

7 結(jié)語

林木直徑分布規(guī)律的研究，在林業(yè)生產(chǎn)中有著十分重要的作用，可以用于預(yù)估各個徑階的林木株數(shù)，而且在林木生長過程中，對生長量的測定，中間效果與最后收獲預(yù)估以及材積測算都有很好的指導(dǎo)意義[10]。

在平泉地區(qū)，用正態(tài)分布方法比用相對直徑方法能更好的對林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬。所以在今后的工作中，對平泉地區(qū)的人工油松林進(jìn)行林分直徑結(jié)構(gòu)分析，應(yīng)使用正態(tài)分布方法，方法和結(jié)果都比較可靠。