人工福建柏胸徑與樹高關系的研究

盧春英

摘要 采用樣地調(diào)查的方法對人工福建柏進行調(diào)查，應用概率密度函數(shù)中運用最廣的Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直線、二次曲線等6種理論生長方程，擬合福建柏胸徑與樹高的關系。結果表明：Weibull方程的擬合效果最好，相關系數(shù)最大（0.966 3），剩余平方和最小（91.769 1），更能準確描述福建柏的胸徑樹高生長特性，更適合于建立人工福建柏的胸徑樹高生長模型。Gompertz、Richards模型擬合效果稍遜Weibull模型。福建柏胸徑和樹高的關系模型的研究對該區(qū)域內(nèi)福建柏的研究和生產(chǎn)應用具有非常重要的作用，可用于林業(yè)生產(chǎn)實踐上使用。

關鍵詞 福建柏；樹高；胸徑；擬合方程

中圖分類號 S791.43 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0135-02

福建柏[Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas]為福建省主要造林樹種，亦是國家二級保護的特有珍貴用材樹種，因最先在福建省采到標本而得名。自1955年以來，福建省先后在30多個縣（市、區(qū)）營造了福建柏人工林[1]。胸徑和樹高是研制和應用生長收獲模型的基礎，在單木材積計算、林分生長和收獲預估中不可或缺。很多研究表明，樹高和胸徑間有著很高的相關性，簡單、準確的樹高胸徑模型有利于樹高的準確估算。因此，模型的構建是十分必要的。陳 燦等[2]對東南沿海濕地松防護林胸徑、樹高關系進行研究，擬合濕地松胸徑與樹高的關系。孔雨光等[3]對山東省黑楊樹高與胸徑關系進行研究，建立適用于山東省內(nèi)的黑楊胸徑樹高關系模型。羅建平[4]采用隨機抽樣調(diào)查的方法，對福建省閩清巒大杉的胸徑與樹高生長模型進行了測定，通過回歸分析的方法篩選出了胸徑與樹高的最佳相關模型。

對福建柏的研究多數(shù)集中在資源分布、林分斷面積生長模型、地位級指數(shù)曲線模型的研制、單木生長模型、人工林標準收獲表[5-9]及人工林林分出材率表[1]編制等方面，而對福建柏樹高和胸徑的關系模式的研究還未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

研究調(diào)查時間為2016年5月。福建柏樣地設置于福建省永定仙崠國有林場，位于福建省龍巖市永定區(qū)南部，地處東經(jīng)116°50′30″～117°57′59"、北緯24°22′41″～24°37′23″，東部、南部與漳州市平和縣相連，西部與廣東省大埔縣接壤，北接永定區(qū)下洋鎮(zhèn)、湖坑鎮(zhèn)。全場東西寬4～7 km，南北長約31 km，經(jīng)營總面積5 414 hm2。屬中亞熱帶季風氣候，常年溫暖濕潤，水熱條件好。年均氣溫18.40～20.30 ℃，年降水量1 450～2 200 mm，年日照時數(shù)1 759～2 022 h。蒸發(fā)量1 436～1 780 mm，相對濕度72%～80%。年平均無霜期262～317 d。林場喬木植被多為人工林、亞熱帶常綠闊葉林、天然次生林。人工林主要為馬尾松、杉木、木荷，天然林主要為栲櫧類闊葉樹以及馬尾松、杉木等針葉樹種。

具體研究地點為該場初溪工區(qū)下蘭山場803林班010大班070、110小班，面積13.33 hm2。該林分為1974年種植的福建柏人工林，面積連片，坡位中、上部，坡向為東北，坡度25°左右，海拔810～950 m，土壤為黃壤，立地質(zhì)量等級Ⅱ～Ⅲ級。林分平均胸徑18.2 cn，平均樹高12.9 m，郁閉度0.8～0.9，有少量的結實，已列入2016年福建省福建柏采種基地。

1.2 試驗方法

1.2.1 調(diào)查方法。在研究的福建柏林群落中，采用相鄰格子法設置25.82 m×25.82 m正方形臨時樣地5塊，每塊樣地0.666 7 hm2，5塊總面積為3.333 5 hm2。樣地用測樹羅盤儀測量邊界，用測樹卷圍尺測量胸徑，在每個樣地內(nèi)進行每木檢尺，測定每1株福建柏的胸徑、樹高，5塊樣地共測得675株，記錄樣地經(jīng)緯度、海拔、坡度、坡向以及植被群落的基本信息，如林齡、起源、郁閉度等。

1.2.2 平均胸徑和樹高的篩選。在1個樣本中，選取若干個胸徑值相近的個體，對胸徑、樹高分別求平均值，并從這些相近的胸徑、樹高值中選取1個與平均胸徑樹高值相近的胸徑、樹高值作為1個代表值。以此類推，1個樣本選取50個代表值，5個樣本共得250個代表值（表1～5）。

1.2.3 模型的選擇。應用Logistics方程、Gompertz方程、Weibull方程、Richards方程、直線、二次曲線等[2-4] 6種理論生長方程，利用250個胸徑與樹高代表值，胸徑、樹高數(shù)據(jù)回歸分析采用Originpro 8.0軟件分析，擬合福建柏胸徑與樹高的關系。

2 結果與分析

由表6可以看出，6種曲線方程均能夠較好的擬合樣木胸徑樹高的關系。根據(jù)“R（相關系數(shù)）越大、剩余平方和越小，擬合結果越好”的原則，通過6個方程對福建柏的胸徑與樹高進行擬合比較可知，①相關系數(shù)。直線（0.939 1）Logistics方程（111.707 4）>二次曲線（106.824 4）>Gompertz方程（103.534 1）>Richards 方程（95.482 1）>Weibull方程（91.769 1），其中直線方程擬合結果最差，由此可知，6個方程曲線中，Weibull方程的擬合效果最好，最適合福建柏胸徑樹高生長。Gompertz、Richards模型擬合效果稍遜Weibull模型。

3 討論

大量研究表明，在曲線擬合過程中要有較高的相關系數(shù)和較少參數(shù)且符合生物學特性[10]。因此，直線方程Y=6.91+0.31X，雖然在6種方程中擬合效果最差，但其依然能較好地解釋胸徑與樹高的關系，相關系數(shù)也達到了0.939 1。因此，在野外需要計算根據(jù)胸徑計算樹高時，直線方程也是一個不錯的選擇。

4 參考文獻

[1] 莊晨輝，江希鈿，陳信旺 福建柏人工林林分出材率表編制的研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2004（8）：1-3.

[2] 陳燦，洪偉，吳承禎，等.東南沿海濕地松防護林胸徑樹高關系研究[J].農(nóng)學學報，2011（8）：35-40.

[3] 孔雨光，楊傳強，王森林，等.山東省黑楊樹高與胸徑關系研究[J].山東林業(yè)科技，2013（4）：81-82.

[4] 羅建平.臺灣巒大杉胸徑與樹高生長相關模型研究[J].亞熱帶水土保持，2013（1）：24-26.

[5] 侯伯鑫，林峰，余格非，等.福建柏資源分布的研究[J].中國野生植物資源，2005（2）：58-59.

[6] 尤芬蕾.福建柏林分斷面積生長模型的研制[J].林業(yè)勘察設計，2015（1）：23-25.

[7] 江傳陽.福建柏地位級指數(shù)曲線模型的研制[J].林業(yè)勘察設計，2014（2）：5-8.

[8] 張惠光.福建柏單木生長模型的研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2006，25（3）：1-4.

[9] 張惠光.福建柏人工林經(jīng)驗收獲表編制及應用[J].林業(yè)資源管理，2012（3）：61-65.

[10] 耿勝慧，李亞光，蔣航，等.云蒙山不同密度下橡樹胸徑與樹高的關系研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2011（13）：143-144.