沙地油松地徑一元立木材積表的編制

張日升，宋鴿

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧省章古臺(tái)科爾沁沙地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測(cè)研究站，遼寧 阜新 123000)

立木材積表是常用的森林調(diào)查數(shù)表，也是重要的林業(yè)基礎(chǔ)計(jì)量數(shù)表。我國的立木材積表分為二元材積表和一元材積表。其中在林業(yè)調(diào)查中,因?yàn)樾貜降臏y(cè)量比較方便，胸徑一元材積表常常被采用。樹木的地徑很少被利用，其原因有測(cè)量上的不便利，更主要的是受根系膨脹影響，地面處橫斷面非常不規(guī)則。但是在林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、林政資源管理過程中森林資源災(zāi)害損失、處理亂砍濫伐時(shí)，林木已不復(fù)存在，難以進(jìn)行胸徑的測(cè)定時(shí)，地徑就成為唯一的可測(cè)因子，這時(shí)就需要利用地徑一元立木材積表估計(jì)材積。遼寧省章古臺(tái)沙地是中國最早引種針葉樹進(jìn)行防沙治沙的地區(qū)，從1955年開始，引種到章古臺(tái)沙的針葉樹有樟子松(var.)、油松()、華北落葉松(-)、赤松(P. densiflora)、長白松()等10余種，其中樟子松作為我國三北地區(qū)主要的造林針葉樹之一已被大面積推廣。人們對(duì)章古臺(tái)的樟子松研究較多，對(duì)油松的研究很少。20世紀(jì)90年代，章古臺(tái)沙地開始出現(xiàn)部分較大樹齡的樟子松衰退現(xiàn)象后，當(dāng)?shù)仄渌樔~樹種的生長情況受到了關(guān)注，油松在章古臺(tái)地區(qū)生長已經(jīng)超過了50年，形成了一定規(guī)模的林分，并且林分沒有衰退現(xiàn)象，因此，有必要對(duì)章古臺(tái)沙地的油松進(jìn)行研究。本文探討章古臺(tái)沙地油松地徑與胸徑的關(guān)系，并編制了油松地徑一元立木材積表，為科研和生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)調(diào)查地概況

調(diào)查地點(diǎn)設(shè)在遼寧彰武縣章古臺(tái)鎮(zhèn)(42°43′—42°51′ N,121°53′—122°32′ E)。屬暖溫帶亞濕潤干旱氣候區(qū)。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是干旱多風(fēng)，年降水量500 mm左右，且多集中于6—8月，土壤類型以風(fēng)沙土為主，占89.4%，土壤有機(jī)質(zhì)及其他養(yǎng)分含量都比較低。

1.2 數(shù)據(jù)收集

選擇林齡為16～55 a的油松人工林分，共設(shè)8塊標(biāo)準(zhǔn)地，在每塊標(biāo)準(zhǔn)地抽取30～50株，共338株。用圍尺測(cè)定每株樣木的地徑(離地0.1 m)、胸徑，保留精度為0.1 cm。

1.3 分析方法

用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析。

2 數(shù)學(xué)模型的建立

2.1 資料整理與分析

對(duì)收集到的油松地徑與胸徑數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，按胸徑2 cm一個(gè)徑階，統(tǒng)計(jì)胸徑各徑階的株數(shù)、胸徑平均值與地徑平均值，詳見表1。此次收集的油松地徑最小值為10.3 cm，最大值為38.0 cm；胸徑最小值為6.5 cm，最大值為29.0 cm。

表1 數(shù)據(jù)基本情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2 模型建立

選擇線性方程、二次曲線方程、三次曲線方程、對(duì)數(shù)曲線方程、反函數(shù)曲線方程、冪函數(shù)曲線等6種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。如表2所示，模型2的相關(guān)系數(shù)量大，=0.954 2；估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤最小，SEE=1.178 6。因此認(rèn)定模型2，即二次曲線方程=-3384+1004 1+0005 5為最佳模型。

表2 地徑與胸徑曲線擬合結(jié)果

2.3 模型適用性檢驗(yàn)

在遼寧省彰武縣章古臺(tái)鎮(zhèn)不同立地條件的油松人工林中隨機(jī)抽取51株樣木，調(diào)查樣木的地徑與胸徑，地徑最小值為124，最大值為355；胸徑最小為89，最大為249。

用模型2求算樣木的胸徑值，與測(cè)定的實(shí)際值對(duì)比，作回歸方程，如圖1所示?；貧w方程為y=0.886 8 x+0.076 1(y是實(shí)測(cè)的胸徑值，x是求算出的胸徑值)的相關(guān)系數(shù)r=0.970 5。

圖1 胸徑求算值與理論值回歸方程

在95的可靠性下對(duì)回歸參數(shù)與理想直線參數(shù)a=0、b=1進(jìn)行F檢驗(yàn)。公式如下:

式中：a、b為回歸直線的參數(shù);n為樣本數(shù);x為理論值;y為實(shí)測(cè)值。

經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)值為1.311 9，按自由度df=2，df=50查F分布表，單側(cè)界限值為F=3.18。計(jì)算F值明顯小于理論值3.18，表明該模型的實(shí)用性很強(qiáng)。

利用模型2建立地徑與胸徑的對(duì)應(yīng)值表，如表3。

表3 油松地徑與胸徑對(duì)應(yīng)值 單位：cm

3 求算地徑一元立木材積表

利用模型2求算建立地徑與胸徑的對(duì)應(yīng)值，查《遼寧西部地區(qū)油松一元立木材積表》(21792-1994)，編導(dǎo)出遼西北沙地油松地徑一元立木材積表，見表4。

表4 沙地油松地徑一元立木材積表 單位：m3

4 結(jié)論與討論

41 章古臺(tái)沙地油松的地徑與胸徑之間存在著明顯的相關(guān)性，且相關(guān)緊密。利用338株樣本資料，采用6種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行油松地徑與胸徑的相關(guān)分析，其中選出最佳模型為D=-3384+1004 1 d+0.005 5 d，其相關(guān)系數(shù)最大，估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤最小。

42 利用地徑與胸徑的相關(guān)關(guān)系導(dǎo)算的油松地徑一元立木材積表經(jīng)檢驗(yàn)，精度較高，在章古臺(tái)沙地是適用的，對(duì)相鄰地區(qū)也有參考價(jià)值。調(diào)查樣本地徑最小103，最大值為38，在實(shí)際應(yīng)用中若有樣木或林分超出該范圍，應(yīng)實(shí)測(cè)以保證精度。