國有林場杉木中齡林材積結構規律研究

戴應發

(貴州林業調查規劃院，貴州貴陽 550003)

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國有林場杉木中齡林材積結構規律研究

戴應發

(貴州林業調查規劃院，貴州貴陽 550003)

以湖南省國有林場杉木中齡林為研究對象，利用ForStat(統計之林)軟件進行Weibull函數模擬。模擬結果表明：湖南省國有林場杉木中齡林材積結構服從Weibull函數分布，并采用數量化方法I建立了林分蓄積量預估模型，為科學營林提供理論依據和參考。

湖南杉木;材積結構; Weibull函數模擬

杉木是我國分布較廣的速生用材淺根性樹種，無明顯主根，側根發達，再生能力強。該研究通過對湖南省國有林場杉木中齡林進行調查，探討杉木人工中齡林的基本特征及材積結構規律，用統計學方法對杉木的材積結構參數進行全面的研究，為選擇科學合理的營林技術措施、設計合理的撫育間伐方案提供可靠的理論依據，從而更好地發揮杉木人工林的經濟效益、生態效益和社會效益[1-4]。

1 材料與方法

1.1 研究區概況選擇湖南省五蓋山國有林場、寨市國有林場、天臺山國有林場和紫金山林場為研究對象。其中五蓋山國有林場位于113°06′59″～113°13′57″ E,25°31′53″～25°53′27″ N。山高林密，人跡罕至，森林覆蓋率80%，動植物資源豐富，處于亞熱帶季風濕潤區，氣候溫和，雨量充沛。寨市國有林場位于綏寧縣西南部，為中山地貌類型和山地特征，海拔在300～1 000 m，主要成土母巖為砂巖，土壤以山地黃壤為主，屬亞熱帶季風濕潤氣候區。天臺山國有林場位于桃源縣西南角的西安鎮，屬雪峰山系中低山地貌，海拔在500～1 047 m。成土母巖以板頁巖為主，土壤以板頁巖發育而成的紅壤和山地黃壤為主，屬亞熱帶北部地帶過渡的濕潤季風性氣候。紫金山林場位于湖南省衡陽市衡山縣開云鎮，地處112°48′14″ ～ 112°51′45″E， 27°12′06″ ～27°15′24″N，面積2 203.3 hm2,最高峰在紫蓋山，海拔為1 026.8 m,最地處在湘江河河岸，海拔僅為60 m。林場屬亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫為17.5 ℃，年平均降水量為1 400 mm。

1.2 材料來源2014年，采用標準地法對湖南4個國有林場(紫金山、五蓋山、寨市、天臺山)的杉木中齡林進行了調查，設置了60塊標準地，在標準地中對杉木中齡林進行胸徑、樹高的調查，調查數據見表1～4。

表1 紫金山調查數據

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥cmZJ0031杉木7.95.5ZJ00417杉木8.95.0ZJ0032杉木11.16.0ZJ00418杉木8.25.0ZJ0033杉木8.74.0ZJ00419杉木10.65.0ZJ0034杉木7.34.0ZJ00420杉木4.43.5ZJ0035杉木10.75.5ZJ00421杉木10.15.5ZJ0036杉木6.74.5ZJ00422杉木6.25.0ZJ0037杉木10.86.0ZJ00423杉木4.23.5ZJ0038杉木10.56.5ZJ00424杉木6.73.0ZJ0039杉木9.74.0ZJ00425杉木10.15.5ZJ00310杉木7.14.0ZJ00426杉木4.94.0ZJ00311杉木6.24.0ZJ00427杉木7.85.5ZJ00312杉木6.84.0ZJ00428杉木7.05.5

1.3 研究方法

1.3.1Weibull函數模擬方法。Weibull分布是瑞典的Weibull在求算鏈的強度時，于1951年給出的一種分布函數，將其移植到林業領域中來，在研究森林結構等理論中已顯示出較大的靈活性和較強的實用性,它的分布密度函數為[3-8]：

(1)

式中:a為最小值，b為尺度參數，c為形狀參數，在生態學中認為，當c=3.6時近似為正態分布。

Weibull分布的3個參數，其中a≥0為位置參數，在研究林木直徑分布時一般取最小徑階的下限;b>0為尺度參數，c>0為形狀參數，這可以認為是采用Weibull分布研究森林結構規律比傳統的正態分布有更強的靈活性與實用性的原因。若Weibull分布取參數a=0，則3參數Weibull分布變成了2參數Weibull分布。尺度參數b不像正態分布那樣，只是一個整體尺度參數而已。只有c才是Weibull分布中具有實質意義的參數。c<1呈倒J形，13.6轉負偏山狀分布。

表2 五蓋山調查數據

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mWG0031杉木7.05.1WG00715杉木10.04.5WG0032杉木6.85.0WG00716杉木10.67.0WG0033杉木8.05.5WG00717杉木12.06.0WG0034杉木9.46.3WG00718杉木10.28.5WG0035杉木7.55.2WG00719杉木10.28.0WG0036杉木7.45.0WG00720杉木9.26.5WG0037杉木7.75.2WG00721杉木6.24.2WG0038杉木7.05.1WG00722杉木11.37.5WG0039杉木11.78.1WG00723杉木9.26.5WG00310杉木8.56.0WG00724杉木8.34.5

表3 寨市調查數據

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mZS0031杉木11.210.0ZS00511杉木16.515.6ZS0032杉木5.87.1ZS00512杉木5.46.0ZS0033杉木10.59.7ZS00513杉木8.48.5ZS0034杉木12.212.7ZS00514杉木9.79.2ZS0035杉木11.912.0ZS00515杉木18.717.6ZS0036杉木16.716.1ZS00516杉木10.18.3ZS0037杉木16.415.8ZS00517杉木19.318.2ZS0038杉木11.210.0ZS00518杉木16.915.7ZS00821杉木15.916.0ZS00931杉木8.16.5ZS00822杉木19.717.5ZS00932杉木20.119.5ZS00823杉木9.16.6ZS00933杉木7.78.2ZS00824杉木6.77.4ZS00934杉木12.612.2ZS00825杉木14.214.0ZS00935杉木13.613.2ZS00826杉木19.419.0ZS00936杉木7.68.1ZS00827杉木15.515.1ZS00937杉木13.113.5

表4 天臺山調查數據

標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥m標準地號編號植物名稱胸徑∥cm樹高∥mTT0051杉木14.411.1TT00711杉木17.510.0TT0052杉木15.210.8TT00712杉木14.07.0TT0053杉木14.810.3TT00713杉木13.67.0TT0054杉木14.810.2TT00714杉木12.79.0TT0055杉木14.610.1TT00715杉木17.98.0TT0056杉木14.49.6TT00716杉木13.43.0TT0057杉木14.411.1TT00717杉木6.51.8TT0058杉木15.210.8TT00718杉木12.43.0TT00921杉木15.115.1TT01231杉木13.57.0TT00922杉木24.817.3TT01232杉木15.38.0TT00923杉木15.312.7TT01233杉木11.57.0TT00924杉木10.14.7TT01234杉木16.08.0TT00925杉木8.13.7TT01235杉木16.77.6TT00926杉木13.811.0TT01236杉木19.314.5TT00927杉木14.29.1TT01237杉木5.54.3

1.3.2精度檢驗。該文用ForStat(統計之林)對杉木中齡林材積采取Weibull函數模擬；采用的組間距為0.01。對Weibull函數模擬的結果用精度計算公式進行精度檢驗[9-14]：

(2)

2 結果與分析

采用Weibull分布函數對衡山紫金山林場、郴州五蓋山林場、邵陽綏寧寨市林場、常德桃源縣天臺山林場的杉木中齡林材積進行組間距為0.01的函數模擬，模擬結果如下：

表5 Weibull函數模擬參數(衡山紫金山林場)

表6 Weibull函數模擬參數(郴州五蓋山林場)

表7 Weibull函數模擬參數(邵陽綏寧寨市林場)

表8 Weibull函數模擬參數(常德桃源縣天臺山林場)

從表5～8中可以看出，對4個林場的杉木中齡林材積進行Weibull函數模擬，其參考結論均顯示服從Weibull分布，且可靠性均達到95%。由此可以證明用Weibull函數模擬的效果好，杉木中齡林材積結構遵從Weibull分布，并在相應的模擬方法下以0.01為組間距效果好。

3 結論與討論

3.1 結論用ForStat(統計之林)對調查數據進行Weibull函數模擬，從處理的結果來看，湖南省杉木中齡林材積結構是服從Weibull分布。對于杉木中齡林來說，以0.01為組間距進行模擬的結果更可靠。并采用數量化方法I建立了林分蓄積量預估模型， 為科學營林提供理論依據和參考。

3.2 討論

(1)該文旨在對整個湖南省杉木中齡林材積結構進行模擬，雖然最后結果大體令人滿意，模擬結果也較為精確，但所選取的研究材料只有紫金山、五蓋山、寨市和天臺山4個國有林場的杉木林材積結構，具有一定的片面性，對整個湖南省杉木中齡林材積結構的代表性還不夠。在以后的研究中，應該選取更多的研究材料，最好能做到分區分片，每一個片區選取多個標準地，做到讓所選取的研究材料能覆蓋整個湖南省，使研究結果就更加權威和具有代表性。

(2)該文是直接對湖南省杉木林中齡林材積結構進行Weibull函數模擬，雖然模擬結果較好，也大體能代表湖南省杉木中齡林的材積結構分布規律，但是文中并未考慮其他的函數模擬，也就缺乏對比性。在今后的研究工作中，可以考慮對研究對象進行多個函數模擬，然后經過自身對比和多個函數之間的對比來選取最符合研究結果的函數分布。

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Study on Volume Structure Law ofCunninghamialanceolataMiddle Forest of State-owned Forest Farm

DAI Ying-fa

(Guizhou Forestry Survey and Planning Institute, Guiyang, Guizhou 550003)

TakingCunninghamialanceolatamiddle forest in state-owned forest farm of Hunan as survey data, ForStat (statistics of the forest) was used to conduct Weibull function simulation. The simulation results show that:Cunninghamialanceolatamiddle volume structure obey the Weibull distribution function. And quantitative methods in I was adopted to establish the stand volume estimation model, providing theoretical basis and reference for scientific battalion forest.

HunanCunninghamialanceolata; Volume structure; Weibull function simulation

戴應發(1965-)，男，貴州凱里人，高級工程師，從事林業調查規劃設計研究。

2015-02-05

S 791.27

A

0517-6611(2015)09-144-04