徐衍桓

(黑龍江省海林市二道河鎮(zhèn)林業(yè)站)

林分密度對(duì)落葉松人工林削度方程的影響

徐衍桓

(黑龍江省海林市二道河鎮(zhèn)林業(yè)站)

本文對(duì)不同密度落葉松人工林的干形進(jìn)行研究，結(jié)果表明：林分密度對(duì)干形具有較大影響，當(dāng)經(jīng)營(yíng)密度>750株/ hm2時(shí)，林木干形最優(yōu)，削度最小。目前廣泛采用的Lee式削度方程能夠在一定程度上的描述本地區(qū)落葉松人工林的干形變化規(guī)律，但未考慮密度對(duì)干形的影響，其預(yù)估精度還有待提高。

落葉松 林分密度 削度方程

削度方程亦稱干曲線方程，是描述樹(shù)木直徑隨高度的增加而變細(xì)緩急程度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。1873年，Kunze首次提出了干曲線方程的概念，為樹(shù)木干形和削度的研究奠定了基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，削度方程的研究取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前，林業(yè)工作者通過(guò)既定的削度方程可以初略估計(jì)樹(shù)干任意處的直徑和計(jì)算樹(shù)干總材積、計(jì)算從伐根高度至任意小頭直徑的商品材積和長(zhǎng)度、推算各段原本的材積及不同材種出材率。

由于樹(shù)木削度受樹(shù)種、立地條件、氣候因素、林分年齡、林分密度的影響較大，因此，沒(méi)有任何一個(gè)削度方程可以很好的擬合某一樹(shù)種的所有林分。研究表明，在既定的立地條件下，林分密度對(duì)樹(shù)木干形會(huì)產(chǎn)生影響，一般情況下，林分密度與樹(shù)木削度成反比。林分密度通過(guò)影響樹(shù)木干形，對(duì)削度方程的擬合產(chǎn)生影響，造成計(jì)算出的材積及出材率出現(xiàn)較大誤差。本文以單木生長(zhǎng)模型理論為指導(dǎo)，以海林市二道河林業(yè)站不同經(jīng)營(yíng)密度落葉松成熟人工林標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合12株解析木數(shù)據(jù)，研究林分密度對(duì)削度方程、材質(zhì)的影響，研究結(jié)果對(duì)提高本地區(qū)落葉松人工林削度方程預(yù)估精度，以及落葉松人工林合理經(jīng)營(yíng)措施的制定有積極的推動(dòng)和借鑒意義。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)林分位于海林市二道河鎮(zhèn)林業(yè)站經(jīng)營(yíng)區(qū)，地理坐標(biāo)北緯44°21′，東經(jīng)129°05′，寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，無(wú)霜期短，夏季高溫多雨，冬季漫長(zhǎng)而寒冷。年平均氣溫4.2℃，歷年極端最低溫-38.8℃,平均有效積溫2100-2500℃，年平均降雨量536.3mm，無(wú)霜期115d。植被屬長(zhǎng)白山植物區(qū)系老爺嶺亞區(qū)，森林覆蓋率72.4%，落葉松資源豐富，試驗(yàn)林分為落葉松人工純林，林齡40年，林相完整。

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與方法

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以改進(jìn)的Lee式作為落葉松削度方程對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合檢測(cè)，并在此基礎(chǔ)上研究林分密度對(duì)落葉松干形及削度方程的影響。 改進(jìn)的Lee式數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中：

Z=h/H,H——樹(shù)高;

h——預(yù)測(cè)高度；

d——h高時(shí)的去皮直徑；

D——帶皮直徑擬合值；

K1、K2、r1、r2、r3——擬合值。

本文將林分密度大致分為3類，Ⅰ類密度<450株/ hm2、550株/ hm2<Ⅱ類密度<650株/ hm2、Ⅲ類密度>750株/ hm2，不同密度林分設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地2處，每塊標(biāo)準(zhǔn)地選擇平均木2株伐倒解析，測(cè)量樹(shù)木全高及不同高度的帶皮直徑。

3 結(jié)果與分析

3.1 削度方程的擬合與檢驗(yàn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查數(shù)據(jù)及解析木數(shù)據(jù)利用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件，采用最小二乘法迭代回歸對(duì)削度方程進(jìn)行擬合，以殘差平方和RSS、剩余均方差MRS、標(biāo)準(zhǔn)差Sy.x、相關(guān)系數(shù)R、為檢驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行擬合檢驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 削度方程的擬合與檢驗(yàn)結(jié)果

從表1可以看出Lee式削度方程能夠在一定程度描述本地區(qū)落葉松人工林的干形變化規(guī)律，模型修改后的相關(guān)系數(shù)R2達(dá)到0.8857，以解析木調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)擬合模型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明：其預(yù)估精度達(dá)到85%，而剩余15%的誤差可以解釋為測(cè)量誤差及樹(shù)木生長(zhǎng)差異，在樹(shù)種、立地條件、林齡大致相同的情況下，誤差主要來(lái)源于經(jīng)營(yíng)密度對(duì)樹(shù)木干形的影響。

3.2 林分密度對(duì)削度方程的影響

林分密度通過(guò)影響單株立木的營(yíng)養(yǎng)面積，對(duì)立木的生長(zhǎng)速度進(jìn)行調(diào)控，一般情況下，林分密度與樹(shù)木干形成反比。通常我們用函數(shù)來(lái)描述干形的變化，其中：z為相對(duì)高度；r為干形參數(shù)。r>1，說(shuō)明樹(shù)干豎切面為凹曲線形，r<1,說(shuō)明樹(shù)干豎切面為拋物線形，r=1,說(shuō)明樹(shù)干為圓柱形。

本文以不同林分密度落葉松林解析木數(shù)據(jù)為依據(jù)，研究密度對(duì)樹(shù)木干形的影響，從圖1可以看出林分密度對(duì)落葉松干形存在較大影響，特別是樹(shù)木基部，林分密度越小，干形質(zhì)量越差。在低密度林分中，單株立木營(yíng)養(yǎng)空間較大，樹(shù)木生長(zhǎng)速度相對(duì)較快，有利于大徑材的培育，但林木質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降。而密度較高的類型Ⅲ林木干形最優(yōu)，削度最小，樹(shù)干更接近圓柱體。

本文初步認(rèn)為，林分密度對(duì)樹(shù)木干形存在影響，相應(yīng)的也影響著削度方程的擬合及預(yù)估精度， Lee式削度方程廣泛應(yīng)用于落葉松人工林材積表的編制，但它未考慮密度對(duì)干形的影響，因此，還有待改進(jìn)提高。

4 結(jié)論

4.1 改進(jìn)的Lee式削度方程能夠在一定程度上描述本地區(qū)落葉松人工林的干形變化規(guī)律，其預(yù)估精度達(dá)到85%。經(jīng)營(yíng)密度對(duì)落葉松干形具有較大影響，當(dāng)經(jīng)營(yíng)密度>750株/公頃時(shí)，林木干形最優(yōu)，削度最小，樹(shù)干更接近圓柱體。

4.2 不同密度落葉松林分的干形及林木質(zhì)量存在較大差異，現(xiàn)有的削度方程和材積表未充分考慮密度因素的影響，因此，預(yù)估精度還有待提高。建議在落葉松削度方程中加人林分密度指標(biāo)，以提高其預(yù)估精度，使其更能滿足林業(yè)生產(chǎn)的需求。

[1]北京林業(yè)大學(xué)．測(cè)樹(shù)學(xué)[M]．北京：中國(guó)林業(yè)出版社,1986.

[2]胥輝，秦安臣．樹(shù)干削度方程研究概述[J].河北林學(xué)院學(xué)，1996，11(3)：297-301.

[3]韓飛，李鳳日．落葉松人工林林分密度對(duì)節(jié)子和干形的影響[J]．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010,38(6):4-6.

責(zé)任編輯：王宇紅

校 對(duì)：王大軍

The Effect of Stand Density on the Taper Equation of Larch Plantation

Xu Yan-huan

(First-author's address:Erdaohe Forestry Station of Hailin City, Heilongjiang province,Hailin 157000,Heilongjiang,China)

In this paper, the stem form of larch plantations with different densities was studied.The results showed that the stand density had a great influence on the stem form,when the operating density was greater than 750 plants per hectare, the tree stem form was the best and the taper was the minimum.The Lee type taper equation could well describe the change regulation of stem form of Larch plantation in this region, but the effect of density on the stem form was not considered,the prediction accuracy need to be improved.

larch;stand density;taper equation

2017-03-08