福建省福建柏人工林立地指數(shù)表的編制與應(yīng)用

收稿日期Received：2022-03-05""" 修回日期Accepted：2022-07-20

基金項(xiàng)目：福建省種苗科技攻關(guān)六期項(xiàng)目；福建省科技廳重大專項(xiàng)（2018NZ0001-1）；福建農(nóng)林大學(xué)科技發(fā)展創(chuàng)新基金項(xiàng)目（KF2015085）。

第一作者：李秉鈞（764189491@qq.com），博士生。

*通信作者：鄭郁善（zys1960@163.com），教授。

引文格式：

李秉鈞，劉聘，韓永振，等. 福建省福建柏人工林立地指數(shù)表的編制與應(yīng)用. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，48（2）：191-198.

LI B J，LIU P，HAN Y Z， et al. Evaluation of site quality of" Fokienia hodginsii plantation based on site index method. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2024，48（2）：191-198.

DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202203015.

摘要：【目的】利用立地指數(shù)法對(duì)不同林齡福建柏（Fokienia hodginsii）人工林進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，旨在為福建省林分立地質(zhì)量調(diào)查提供科學(xué)依據(jù)。【方法】以福建省內(nèi)不同林齡的福建柏人工林為研究對(duì)象，選擇6個(gè)常用的理論生長(zhǎng)方程：岡珀茨公式（Gompertz）、理查德茲式（Richards）、韋伯公式（Weibull）、科爾夫公式（Korf）、邏輯斯諦公式（Logistic）、舒馬赫公式（Schumacher），對(duì)福建柏林分年齡與優(yōu)勢(shì)木平均高數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，根據(jù)決定系數(shù)（R2）、絕對(duì)誤差（MAE）和均方根誤差（RMSE）對(duì)各方程的擬合性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，編制出適用于福建省福建柏人工林的立地指數(shù)表。【結(jié)果】Korf模型擬合的R2最大、RMSE和MAE最小，因此選擇Korf方程作為最優(yōu)導(dǎo)向曲線方程。通過(guò)繪制104株優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量變化折線圖，結(jié)合各齡階優(yōu)勢(shì)高變動(dòng)系數(shù)確定福建柏人工林的基準(zhǔn)林齡為20 a，根據(jù)基準(zhǔn)年齡時(shí)優(yōu)勢(shì)高變動(dòng)范圍確定指數(shù)級(jí)距為2 m。利用比例調(diào)整法編制出立地指數(shù)表，表明福建省大部分福建柏人工林立地指數(shù)處于中等水平，只有7%的標(biāo)準(zhǔn)地其立地指數(shù)處于較高水平。以坡向和土層厚度2個(gè)指標(biāo)作為劃分立地類型的主導(dǎo)因子，發(fā)現(xiàn)福建省內(nèi)大部分福建柏人工林土層深度較淺，且陽(yáng)坡的人工林?jǐn)?shù)量較高于陰坡?！窘Y(jié)論】本研究構(gòu)建了該地區(qū)福建柏人工林分樹(shù)高生長(zhǎng)模型，可預(yù)測(cè)福建柏林分的生長(zhǎng)量和收獲量。經(jīng)卡方檢驗(yàn)和落點(diǎn)檢驗(yàn)，立地指數(shù)表可應(yīng)用于實(shí)踐；使用所編立地指數(shù)表進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，可更好地量化不同林地的生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：福建柏；立地指數(shù)法；立地品質(zhì)；擬合方程

中圖分類號(hào)：S791.43""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1000-2006（2024）02-0191-08

Evaluation of site quality of" Fokienia hodginsii plantation based on site index method

LI Bingjun，LIU Pin，HAN Yongzhen，RONG Jundong，CHEN Liguang，ZHENG Yushan

（Forestry College of Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China）

Abstract： 【Objective】The site index method was used to evaluate the site quality of Fokienia hodginsii plantations with different forest ages， so as to provide investigation in Fujian Province， China. 【Method】Taking F. hodginsii plantations of different forest ages in Fujian Province as the research object， six commonly used theoretical growth equations were selected to calculate the average age of F. hodginsii and dominant trees. The fitting performance of each equation was evaluated according to the coefficient of determination （R2）， the absolute error （MAE） and the root mean square error （RMSE）， compiled the site index table applicable to Fujian cypress plantation in Fujian Province，aiming to provide a scientific basis for the quality investigation of forest stand in Fujian Province.【Result】The results show that the R2 of the Korf equation was the largest， and the RMSE and the MAE were the lowest， so the Korf equation was selected as the optimal steering curve equation. By plotting the data of 104 dominant tree height， the average growth rate of dominant height and the change of annual growth rate were plotted， and the base age of F. hodginsii plantation was determined to be 20 years according to the variation coefficient of dominant height of each age class， which was determined according to the variation range of dominant height at the base age. The index level distance was 2 m， and the site index table compiled by the proportional adjustment method showed that the site index of most of Fujian cypress plantations in Fujian Province was at a medium level， and only 7% of the standard sites showed a higher level of site index.Taking two indicators of slope aspect and soil thickness as the dominant factors for the classification of site types， it was found that most of the F. hodginsii plantations in Fujian Province had shallow soil depth， and the number of plantations on sunny slopes was higher than that on shady slopes. 【Conclusion】The results of this study can be used to construct a tree height growth model for F. hodginsii plantation stands in the region， and to predict the growth and harvest of F. hodginsii stands. Evaluation of stand quality was carried out using the compiled site index table to better quantify the productivity of different sites， which can be applied in practice after chi-square test and drop point test.

Keywords：Fokienia hodginsii; site index method; site quality; fitting equation

森林立地質(zhì)量是研究森林生長(zhǎng)環(huán)境及生產(chǎn)潛力的重要評(píng)定指標(biāo)，也為后續(xù)的森林合理經(jīng)營(yíng)和管理等提供了理論支撐。立地指數(shù)法是較常見(jiàn)的用于評(píng)價(jià)立地質(zhì)量的一種方法，以某一立地上特定基準(zhǔn)年齡時(shí)林分優(yōu)勢(shì)木的平均高表示。相對(duì)于其他測(cè)樹(shù)指標(biāo)，優(yōu)勢(shì)高與林分密度相關(guān)性不高;與森林生產(chǎn)力之間的關(guān)系緊密。森林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究最早開(kāi)始于 18 世紀(jì)的歐洲，由于各國(guó)自然地理、歷史條件和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)等的差異性，形成了不同的評(píng)價(jià)方法，對(duì)不同的樹(shù)種進(jìn)行立地指數(shù)研究并評(píng)價(jià)立地生產(chǎn)力，如歐洲白蠟（Fraxinus excelsior）、黑云杉（Picea mariana）和意大利石頭松（Pinus pinea）等均有報(bào)道。

近幾年國(guó)內(nèi)較為常用的立地指數(shù)表編制方法主要有：標(biāo)準(zhǔn)偏差調(diào)整法、變動(dòng)系數(shù)調(diào)整法、比例法（又稱相對(duì)優(yōu)勢(shì)高法）、差分方程法，其中標(biāo)準(zhǔn)偏差調(diào)整法和比例法應(yīng)用最為廣泛，主要利用導(dǎo)向曲線法來(lái)編制立地指數(shù)表。目前國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者已利用立地指數(shù)模型和編制立地指數(shù)表對(duì)不同林分類型做出立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，如刺槐（Robinia pseu-doacacia）、楠木 （Phoebe zhennan）、桉樹(shù) （Eucalyptus robusta）、黑松 （P. thunbergii）、杉木 （Cunninghamia lanceolata）和栓 皮 櫟 （Quercus variabilis）等。關(guān)于林木生長(zhǎng)量從定性到定量的預(yù)測(cè)方法日趨成熟，特別是常用的線性回歸方程擬合、編制立地指數(shù)表預(yù)測(cè)林木生長(zhǎng)已被證實(shí)適用于林分生長(zhǎng)的估測(cè)。

福建柏（Fokienia hodginsii）為中國(guó)特有的單屬種植物，是柏科福建柏屬的常綠喬木，為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物，是福建省珍稀鄉(xiāng)土樹(shù)種。福建省由于人類活動(dòng)歷史悠久，現(xiàn)存福建柏林分除少部分為次生林外，絕大多數(shù)為人工林。近些年來(lái)關(guān)于福建柏的研究多集中在材用林優(yōu)良種質(zhì)選育、栽培技術(shù)、人工林經(jīng)營(yíng)及遺傳多樣性等方面，但目前關(guān)于福建柏人工林地位元指數(shù)研究鮮有報(bào)道，也還未曾有適用于福建省的福建柏人工林立地指數(shù)表。運(yùn)用地位指數(shù)評(píng)定福建省森林立地潛在生產(chǎn)力，是開(kāi)展森林生長(zhǎng)預(yù)測(cè)、森林經(jīng)營(yíng)效果評(píng)價(jià)以及其他森林經(jīng)營(yíng)管理工作的重要基礎(chǔ)。鑒于此， 本研究在分析福建省內(nèi)各地福建柏人工林林分樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程的基礎(chǔ)上， 基于樣地調(diào)查與優(yōu)勢(shì)木生長(zhǎng)分析，應(yīng)用導(dǎo)向曲線法編制立地指數(shù)表，并通過(guò)福建柏人工林立地指數(shù)表對(duì)福建省福建柏林分立地品質(zhì)做出評(píng)價(jià)， 為今后福建柏人工林的經(jīng)營(yíng)管理提供參考依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 樣地概況

本研究參考了福建省林業(yè)局2017—2018年二類資源調(diào)查資料，根據(jù)福建省福建柏人工林的資源分布狀況，分別在泉州、三明、南平、福州、龍巖、漳州6個(gè)地區(qū)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣地具體信息見(jiàn)表1。

同時(shí)考慮林分密度、林齡以及樣地邊緣效應(yīng)等影響因素，因此選擇樣地必須滿足距離林緣大于20 m，不跨河流、道路或伐開(kāi)的調(diào)查線，郁閉度在0.6左右，且樣地內(nèi)應(yīng)包含不同齡級(jí)4株以上福建柏的條件。按照樣地篩選條件總共設(shè)置了104塊標(biāo)準(zhǔn)樣地，通過(guò)查找林場(chǎng)小班數(shù)據(jù)，確定每塊標(biāo)準(zhǔn)地的林分年齡，利用激光羅盤儀、50 m皮尺及玻璃繩進(jìn)行臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣地的設(shè)置（20 m×20 m），選擇的林分基本上都為純林。

1.2" 取樣與調(diào)查

根據(jù)所選樣地的基本情況，以影響福建柏生長(zhǎng)發(fā)育的坡向和土層厚度2個(gè)主導(dǎo)因子劃分立地類型：①坡向分為陰坡、陽(yáng)坡；②土層厚度劃分為薄土（≤30 cm）、中土（30，60〗 cm 和厚土（gt;60 cm）。將福建柏人工林生長(zhǎng)所處立地分為陰坡薄土、陰坡厚土、陰坡中土、陽(yáng)坡薄土、陽(yáng)坡厚土和陽(yáng)坡中土6個(gè)立地類型。標(biāo)準(zhǔn)地土壤厚度薄、中、厚均有分布。

在每塊樣地調(diào)查所有胸徑5 cm以上的福建柏的胸徑、樹(shù)高、冠幅，每樣地選取5株干形完整、樹(shù)高最大的樣株作為優(yōu)勢(shì)木，計(jì)算優(yōu)勢(shì)木平均樹(shù)高為優(yōu)勢(shì)高。選取 1株樹(shù)高最接近優(yōu)勢(shì)高的優(yōu)勢(shì)木，用生長(zhǎng)錐鉆取優(yōu)勢(shì)木福建柏的樹(shù)芯，并用保鮮膜包裹進(jìn)行保存，采集后帶回實(shí)驗(yàn)室，采用WinDendro 年輪分析系統(tǒng)并通過(guò)交叉定年的方法測(cè)定樹(shù)齡，對(duì)樣地內(nèi)福建柏調(diào)查資料進(jìn)行檢驗(yàn)分析。

1.3" 優(yōu)勢(shì)木數(shù)據(jù)分析與處理

統(tǒng)計(jì)出各齡級(jí)（級(jí)距為5 a）林木的平均年齡及優(yōu)勢(shì)木平均高， 之后以每齡階林木優(yōu)勢(shì)木平均高為準(zhǔn)， 使用常規(guī)的3倍樹(shù)高標(biāo)準(zhǔn)偏差剔除該齡級(jí)內(nèi)異常優(yōu)勢(shì)木資料。標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

Si=∑H2ij-∑H2ij/nini-1。（1）

式中：Si為第i 齡級(jí)樹(shù)高標(biāo)準(zhǔn)偏差;Hij為i齡級(jí)中第j株優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高（j =1，2，3，…，ni）；ni 為第i齡級(jí)中優(yōu)勢(shì)木株數(shù)。計(jì)算各齡級(jí)優(yōu)勢(shì)木平均高標(biāo)準(zhǔn)偏差以及3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差， 檢驗(yàn)后剔除生長(zhǎng)異常和測(cè)量記錄有明顯誤差等不符合要求的數(shù)據(jù)。最終得到847對(duì)樹(shù)高-齡級(jí)數(shù)據(jù)，在104塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)分別選取的用于樹(shù)齡鑒定的1株優(yōu)勢(shì)木（共計(jì)104株）均符合要求， 滿足立地指數(shù)表的編制要求。

104塊標(biāo)準(zhǔn)地的調(diào)查結(jié)果與福建省林業(yè)局2017—2018年二類資源調(diào)查資料中福建柏分布情況基本一致，能夠代表福建省福建柏生長(zhǎng)的典型立地狀況分布，可作為分析高生長(zhǎng)過(guò)程和驗(yàn)證立地指數(shù)表精度的數(shù)據(jù)。

1.4" 導(dǎo)向曲線的擬合

導(dǎo)向曲線是指林分中優(yōu)勢(shì)木的樹(shù)高隨年齡變化而變化的中央曲線，優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高生長(zhǎng)模型由優(yōu)勢(shì)木高生長(zhǎng)的樹(shù)高-年齡數(shù)據(jù)擬合求得，導(dǎo)向曲線的選擇直接關(guān)系到立地指數(shù)表質(zhì)量的高低。本研究選擇的擬合導(dǎo)向曲線模型有岡珀茨公式（Gompertz）、理查德茲式（Richards）、韋伯公式（Weibull）、科爾夫公式（Korf）、邏輯斯諦公式（Logistic）、舒馬赫公式（Schumacher）等6種。采用決定系數(shù)（R2）、平均絕對(duì)誤差（MAE）和均方根誤差（RMSE）等3個(gè)常用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行模型篩選，選擇R2較大、MAE和RMSE較小且具有生物學(xué)意義的方程作為本研究樹(shù)高生長(zhǎng)方程。

1.5" 基準(zhǔn)年齡與指數(shù)級(jí)距確定

基準(zhǔn)年齡是樹(shù)高生長(zhǎng)趨于穩(wěn)定且能靈敏反映立地差異的年齡，指數(shù)級(jí)距是指在基準(zhǔn)年齡時(shí)優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高的變動(dòng)范圍與指數(shù)級(jí)個(gè)數(shù)的比值。通過(guò)優(yōu)勢(shì)高平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)以及優(yōu)勢(shì)高齡階變動(dòng)系數(shù)分析確定福建柏林分基準(zhǔn)年齡，根據(jù)基準(zhǔn)年齡時(shí)的優(yōu)勢(shì)高變幅確定指數(shù)級(jí)距，應(yīng)用變動(dòng)系數(shù)調(diào)整法編制立地指數(shù)表。

1.6" 立地指數(shù)表的檢驗(yàn)

運(yùn)用落點(diǎn)檢驗(yàn)、卡方檢驗(yàn)和樹(shù)高生長(zhǎng)量檢驗(yàn)對(duì)所編立地指數(shù)表的適用性和精確性進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證所編立地指數(shù)表是否能夠客觀評(píng)價(jià)福建省福建柏人工林的立地質(zhì)量。其中，落點(diǎn)檢驗(yàn)以104塊樣地中每塊樣地選取的1株優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高值作散點(diǎn)圖。使用Excel 2007、SPSS 19.0、DPS V7.55等對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；采用SigmaPlot 12.0進(jìn)行模型擬合和方差分析（α= 0.05）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 福建柏人工林生長(zhǎng)導(dǎo)向曲線擬合結(jié)果

采用6個(gè)常用的樹(shù)木生長(zhǎng)理論方程擬合導(dǎo)向曲線。各方程決定系數(shù)（R2）從大到小依次為：Korf gt;Richards gt;Gompertz gt; Schumacher gt;Logistic gt;Weibull，均方根誤差（RMSE）的從大到小依次為：Weibull gt;Logistic gt;Schumacher gt;Gompertz gt;Richards gt;Korf，平均絕對(duì)誤差（MAE）的從大到小依次為：Weibull gt;Schumacher gt;Logistic gt;Gompertz gt;Richards gt;Korf。結(jié)果顯示，Korf方程的R2最大、RMSE和MAE最小，因此本研究選用Korf方程作為最優(yōu)導(dǎo)向曲線（表3）。

各模型的擬合結(jié)果如表3所示，均方根誤差即標(biāo)準(zhǔn)誤差，平均絕對(duì)誤差是所有單個(gè)觀測(cè)值與算術(shù)平均值的偏差的絕對(duì)值的平均，能更好地反映預(yù)測(cè)值誤差的實(shí)際情況。通過(guò)比較評(píng)價(jià)指針的大小確定模型擬合精度，選擇R2最大、且MAE和RMSE最小的方程作為福建柏人工林生長(zhǎng)的最優(yōu)導(dǎo)向曲線。

2.2" 福建柏人工林的基準(zhǔn)年齡與指數(shù)級(jí)距

本研究在確定基準(zhǔn)年齡時(shí)，利用年輪數(shù)據(jù)分析了福建省福建柏人工林的樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程。使用104株優(yōu)勢(shì)木樹(shù)芯數(shù)據(jù)繪制樹(shù)高連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量折線圖（圖1）。

福建柏人工林樹(shù)高連年和平均生長(zhǎng)量均在10 a時(shí)達(dá)到最大值，在15～20 a期間相交，在20 a以后，福建柏樹(shù)高平均生長(zhǎng)量開(kāi)始呈現(xiàn)穩(wěn)定下降趨勢(shì)，平均生長(zhǎng)量曲線斜率基本不變，直到50～55 a期間有少量波動(dòng)，這可能是在這個(gè)齡階階段林分生長(zhǎng)環(huán)境出現(xiàn)了一定的變動(dòng)。福建柏的連年生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)和平均生長(zhǎng)量相似，在20 a以后變化幅度減少，生長(zhǎng)大致趨于穩(wěn)定。

求出各齡級(jí)的樹(shù)高變異系數(shù)（CV， 式中記為VC），計(jì)算公式如下：

VC=Si/Hi 。（2）

式中： Hi表示第i齡級(jí)導(dǎo)向曲線樹(shù)高值。樹(shù)高變異系數(shù)見(jiàn)表4。據(jù)表可得，福建柏人工林樹(shù)高變異系數(shù)在5～15 a階段不斷減小，在20 a時(shí)降到最低，隨后趨于穩(wěn)定，至40 a以后再次減小，且隨著齡級(jí)的增加，樹(shù)高變異系數(shù)也逐漸減少。因此將福建柏人工林的基準(zhǔn)年齡確定為20 a。

福建柏人工林基準(zhǔn)年齡為20 a時(shí)，優(yōu)勢(shì)木平均高的取值范圍為5.8～21.2 m，變動(dòng)幅度為16.4 m。因此確定指數(shù)級(jí)距為2 m，確定指數(shù)級(jí)數(shù)目為9個(gè)，分別為6、8、10、12、14、16、18、20和22 m。

2.3" 立地指數(shù)表的編制及檢驗(yàn)

立地指數(shù)表編制方法有相對(duì)優(yōu)勢(shì)高法、變動(dòng)系數(shù)調(diào)整法和標(biāo)準(zhǔn)偏差調(diào)整法。以齡級(jí)為橫坐標(biāo)，各立地指數(shù)級(jí)下的樹(shù)高值為縱坐標(biāo)繪制立地指數(shù)曲線簇（圖2a）。

本研究采用變動(dòng)系數(shù)調(diào)整法調(diào)整導(dǎo)向曲線。調(diào)整系數(shù)公式為：

Kj=Hj/Hk×100%。（3）

式中：Kj為調(diào)整系數(shù)；Hj為基準(zhǔn)年齡時(shí)第j指數(shù)級(jí)的樹(shù)高；Hk為基準(zhǔn)年齡時(shí)導(dǎo)向曲線上的樹(shù)高。根據(jù)導(dǎo)向曲線上各齡級(jí)的樹(shù)高值計(jì)算樹(shù)高調(diào)整值（H′ij），公式如下：

H′ij=Kj×Hi。（4）

根據(jù)上述公式計(jì)算出各齡級(jí)各立地指數(shù)下的樹(shù)高值，其中各指數(shù)級(jí)的數(shù)值范圍可根據(jù)其相鄰指數(shù)級(jí)優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高之差的1/2計(jì)算得出，編制的福建柏人工林立地指數(shù)表見(jiàn)表5。

利用104塊臨時(shí)樣地的年齡和優(yōu)勢(shì)木平均高數(shù)據(jù)繪制散點(diǎn)圖，將其與立地指數(shù)曲線圖進(jìn)行疊加，檢驗(yàn)結(jié)果如圖2b。

圖3" 福建柏人工林立地指數(shù)落點(diǎn)檢驗(yàn)圖

Fig. 3" Scatter point test of site index of" Fokienia hodginsii plantation

由圖2b可以看出，僅有2個(gè)點(diǎn)落在立地指數(shù)曲線簇外，表明落點(diǎn)檢驗(yàn)的結(jié)果符合要求，編制的立地指數(shù)表可應(yīng)用于實(shí)際調(diào)查中，此時(shí)該表的擬合精度I=98.08%gt;95%。通過(guò)104株福建柏優(yōu)勢(shì)木樹(shù)芯資料，查出這104株福建柏年齡在立地指數(shù)表中對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)高值，再計(jì)算各齡階在導(dǎo)向曲線上的樹(shù)高理論值，結(jié)合解析木的樹(shù)高實(shí)測(cè)值計(jì)算卡方值，得出χ2=7.66，查表知χ2lt; χ20.05=31.41，檢驗(yàn)結(jié)果表明其樹(shù)高理論值和實(shí)際值無(wú)顯著差異，通過(guò)χ2檢驗(yàn)。同一立地條件下的樹(shù)高生長(zhǎng)是十分復(fù)雜的過(guò)程，受到環(huán)境及人為干擾后其生長(zhǎng)情況并不一定符合立地指數(shù)表對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)高值。一般認(rèn)為， 在檢驗(yàn)立地指數(shù)表精度時(shí)，所選優(yōu)勢(shì)木或解析木各齡級(jí)跳級(jí)個(gè)數(shù)占總個(gè)數(shù)的比例在0～5%范圍內(nèi)，便認(rèn)為所編立地指數(shù)表合格，能夠在實(shí)際中使用。從104株福建柏中隨機(jī)挑選立地指數(shù)級(jí)為8、12、14、18和22 m級(jí)的優(yōu)勢(shì)木共5株， 將其各齡級(jí)樹(shù)高生長(zhǎng)值與所編表進(jìn)行對(duì)照， 發(fā)現(xiàn)有3株優(yōu)勢(shì)木的齡級(jí)生長(zhǎng)情況與立地指數(shù)表完全符合， 但8和12 m級(jí)優(yōu)勢(shì)木中有2個(gè)樹(shù)高值出現(xiàn)了跳級(jí)情況。

2.4" 立地指數(shù)表的應(yīng)用

使用所編立地指數(shù)表對(duì)所有104塊福建柏工林標(biāo)準(zhǔn)地立地質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：25%的標(biāo)準(zhǔn)地的立地指數(shù)處于較低水平（6、8、10 m指數(shù)級(jí)），68%的標(biāo)準(zhǔn)地的立地指數(shù)處于中等水平（12、14、16、18 m指數(shù)級(jí)），只有7%的標(biāo)準(zhǔn)地的立地指數(shù)處于較高水平（20、22 m指數(shù)級(jí)）（表6）。

3" 討" 論

近年來(lái)，關(guān)于立地指數(shù)表的編制較多采用通過(guò)固定標(biāo)準(zhǔn)樣地多年連續(xù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)、臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣地的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或優(yōu)勢(shì)木解析木數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)模型形式有樹(shù)高-年齡和胸徑-年齡，而樹(shù)高-年齡的模型是目前最常用來(lái)進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法。在本研究中，選擇6個(gè)常用數(shù)學(xué)模型對(duì)福建省6個(gè)地區(qū)、104塊福建柏林分樣地的優(yōu)勢(shì)木平均高-林齡進(jìn)行導(dǎo)線曲線擬合，利用導(dǎo)向曲線法編制立地指數(shù)表。曲線的選取至關(guān)重要，導(dǎo)向曲線既要滿足對(duì)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量擬合，又要符合樹(shù)種的優(yōu)勢(shì)高生長(zhǎng)規(guī)律。因此，選擇R2最優(yōu)、MAE和RMSE最小的曲線作為最優(yōu)導(dǎo)向曲線。根據(jù)3個(gè)指標(biāo)篩選出Korf方程作為最優(yōu)導(dǎo)向曲線?？梢钥闯?，這些導(dǎo)向曲線下的模型擬合效果較為接近且R2約為0.6，擬合效果較一般，而唐誠(chéng)等建立的西南樺人工林立地指數(shù)模型中，擬合結(jié)果R2約為0.9，這可能是與建模資料的離散程度相關(guān)，由于福建省各地區(qū)的立地條件不盡相同，會(huì)導(dǎo)致相同年齡林分的優(yōu)勢(shì)高有一定差異，從而使模型的擬合精度有所降低。馬煒等、張瑜等的研究也表明，不同樹(shù)種的樹(shù)高生長(zhǎng)變化規(guī)律不同，需選擇合適的林木生長(zhǎng)方程作為導(dǎo)向曲線以提高立地指數(shù)的預(yù)測(cè)精度。同時(shí)方程擬合質(zhì)量的高低與數(shù)據(jù)本身緊密相關(guān)，同一樹(shù)種在上等立地條件下的林分優(yōu)勢(shì)高通常大于中下等立地條件下的林分優(yōu)勢(shì)高，因此會(huì)導(dǎo)致模型擬合精度偏低。

通過(guò)繪制優(yōu)勢(shì)高平均和連年生長(zhǎng)量變化曲線圖，并計(jì)算各齡階的樹(shù)高變異系數(shù)，確定福建柏人工林基準(zhǔn)林齡為20 a，指數(shù)級(jí)距為2 m，指數(shù)級(jí)數(shù)目為9個(gè)，落點(diǎn)精度檢驗(yàn)為98.08%，通過(guò)顯著性卡方檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明其樹(shù)高理論值和實(shí)際值無(wú)顯著差異，這也說(shuō)明所編立地指數(shù)表預(yù)估精度可靠，符合實(shí)際。此外，在樹(shù)高生長(zhǎng)量檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)隨機(jī)挑選的5株優(yōu)勢(shì)木中有3株優(yōu)勢(shì)木的齡級(jí)生長(zhǎng)情況與立地指數(shù)表完全符合， 但8與12 m級(jí)優(yōu)勢(shì)木中有2個(gè)樹(shù)高值出現(xiàn)了跳級(jí)情況，且均出現(xiàn)在齡級(jí)較低的時(shí)候。這可能是由于幼齡期生長(zhǎng)情況比較復(fù)雜所致，更容易出現(xiàn)跳級(jí)，這一結(jié)果與孟憲宇等在驗(yàn)證山楊次生林立地指數(shù)表精度時(shí)情況類似。本研究根據(jù)福建省林業(yè)局前期的調(diào)查結(jié)果，選取了坡向和土層厚度兩個(gè)劃分福建柏立地類型的主導(dǎo)因子，使用所編立地指數(shù)表對(duì)所有104塊福建柏工林標(biāo)準(zhǔn)地立地質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。其中，大部分標(biāo)準(zhǔn)地立地指數(shù)處于中等水平，只有7%的標(biāo)準(zhǔn)地其立地指數(shù)處于較高水平，而大部分福建柏樣地的土層深度較淺，且陽(yáng)坡數(shù)量較高于陰坡，這說(shuō)明福建省多數(shù)福建柏人工林立地質(zhì)量處于中等水平，從已有的研究結(jié)果來(lái)看，福建柏在幼齡林和中齡林階段，較深的土層深度和腐殖質(zhì)層能促進(jìn)福建柏根系的拓殖，在福建柏苗期或幼齡階段，適當(dāng)?shù)恼陉幓蚱孪蚰鼙苊怅?yáng)光直照能更好地提高福建柏的生長(zhǎng)速率以及成活率。而福建省內(nèi)福建柏樣地多數(shù)土層較薄，選擇的陰坡數(shù)量較少或前期遮陰工作不夠，致使大部分福建柏樣地立地質(zhì)量未能達(dá)到高水平，仍然需要對(duì)其進(jìn)行撫育調(diào)整， 改善其生長(zhǎng)狀況。

總體而言，本研究編表材料包含了福建省內(nèi)不同地區(qū)主要福建柏林分不同齡級(jí)生長(zhǎng)的資料，數(shù)表能較全面地評(píng)價(jià)福建柏人工林的立地質(zhì)量和整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程的生長(zhǎng)狀況，得到的曲線不僅能直觀反映出不同年齡的優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高值，還可作為構(gòu)建該地區(qū)福建柏人工林分樹(shù)高生長(zhǎng)模型的參照，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)福建柏林分的生長(zhǎng)量和收獲量。使用所編立地指數(shù)表對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，以及量化不同林地的生產(chǎn)力可知，不同林地立地指數(shù)下的福建柏樹(shù)高有著顯著差異，如地處立地指數(shù)級(jí)為22 m的20年生福建柏林分優(yōu)勢(shì)木最高能達(dá)到24 m，而地處立地指數(shù)級(jí)為6 m的同齡優(yōu)勢(shì)木最高只能達(dá)到6.5 m左右，二者存在極顯著差異，因此對(duì)于立地指數(shù)較低的福建柏林分樣地可進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿嵊驼?，如在福建柏幼齡時(shí)期或苗期增加一定量合適的混交樹(shù)種，可形成不同高度的林冠層，達(dá)到前期有效的遮陰效果，同時(shí)也能增加林分凋落物的數(shù)量，對(duì)于腐殖質(zhì)層以及土壤養(yǎng)分有顯著的促進(jìn)作用，而對(duì)于土質(zhì)層薄，或地處陽(yáng)光直射時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的坡位的林地，造林時(shí)應(yīng)遵循適地適樹(shù)的原則，宜喬則喬、宜灌則灌。立地條件好的地區(qū)林分生長(zhǎng)較快， 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行撫育間伐。由于樹(shù)高生長(zhǎng)受林分密度影響較小，也使得通過(guò)測(cè)定樹(shù)高和齡級(jí)生長(zhǎng)量去編制立地指數(shù)表成為衡量立地質(zhì)量最常用的工具。但是編表過(guò)程所遇到的困難較大，解析木的處理和砍伐以及林地信息的調(diào)查需要耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，因此在以后的編制過(guò)程中應(yīng)更多去應(yīng)用林業(yè)相關(guān)的3S技術(shù)，以減少前期工作量，提高效率。如何更好地?cái)U(kuò)展立地指數(shù)表的應(yīng)用范圍，從而減少樹(shù)種種植存在的區(qū)域性限制和更多的利用價(jià)值也是今后編制立地指數(shù)表需研究解決的問(wèn)題。

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（責(zé)任編輯" 孟苗婧" 鄭琰燚）