禿杉人工林樹冠結(jié)構(gòu)及單木生長模型研究.pdf

1、樹冠是林木的重要組成部分，直接影響林木的生長，與林木的產(chǎn)量、材質(zhì)、光合作用有著密切關(guān)系，如何提高人工林產(chǎn)量是森林可持續(xù)經(jīng)營所面臨的一大難題。本研究以福建省德化縣葛坑國有林場的禿杉人工林為研究對(duì)象，在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查、樹冠解析、標(biāo)準(zhǔn)地每木定位等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用相關(guān)數(shù)學(xué)模型和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合多種建模方法，對(duì)禿杉人工林樹冠結(jié)構(gòu)及單木模型進(jìn)行研究，為今后預(yù)估林木的生長、健康狀況、森林的優(yōu)化經(jīng)營以及科學(xué)管理提供一定的參考價(jià)值，在林業(yè)生產(chǎn)上具有重要的

2、意義。根據(jù)本文研究內(nèi)容，主要研究結(jié)論歸納如下：
　　（1）最大冠幅深度與胸徑、樹高、枝下高、冠幅、冠長均顯著相關(guān)。通過多元線性逐步回歸，以胸徑、樹高擬合的最大冠幅深度模型較優(yōu)，相關(guān)指數(shù)高達(dá)0.945。禿杉樹冠輪廓模型以3參數(shù)冪函數(shù)的異速生長方程較優(yōu)，模型各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)（E1、E2、E3）都小于3％，擬合效果較好。
　?。?）根據(jù)禿杉人工林標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查數(shù)據(jù)，采用分層切割法計(jì)算禿杉樹冠體積和表面積，通過分析因變量與自變量的相關(guān)性，篩

3、選最優(yōu)因子，結(jié)合異速生長方程構(gòu)建禿杉樹冠體積以及表面積模型。研究結(jié)果表明：禿杉樹冠體積、表面積均與胸徑、冠幅、冠長等林木因子呈顯著相關(guān)，與胸徑、樹高、冠長、冠幅呈明顯的冪函數(shù)關(guān)系，并隨林木因子的增大而增大。樹冠體積與樹冠表面積關(guān)系模型以冪函數(shù)方程擬合最佳，樹冠體積與樹冠表面積比值隨著胸徑的增大而增大，以二次方程模擬樹冠體積與表面積比較優(yōu)。經(jīng)檢驗(yàn)，所構(gòu)建的模型擬合效果較好，預(yù)估精度達(dá)86%以上，可為預(yù)估林分的生長和合理經(jīng)營提供一定的參考價(jià)

4、值。
　?。?）禿杉樹冠率與胸徑、樹高、冠幅呈顯著正相關(guān)，與高徑比、每公頃胸高斷面積呈顯著負(fù)相關(guān)，而優(yōu)勢樹高對(duì)樹冠率沒有顯著影響。以胸徑、樹高、每公頃胸高斷面積、冠幅、高徑比組合的Exponential模型構(gòu)建禿杉樹冠率模型較理想。
　　（4）活枝下高與樹高之間的關(guān)系最為密切，樹高、胸徑、每公頃胸高斷面積均與活枝下高顯著正相關(guān)，高徑比、林分密度與其呈顯著負(fù)相關(guān)。經(jīng)多元線性逐步回歸，當(dāng)模型變量個(gè)數(shù)增加到3個(gè)以后，模型的相關(guān)指數(shù)

5、趨于穩(wěn)定，以胸徑和樹高為模型最優(yōu)變量組合，殘差上下分布比較均勻，模型不存在明顯偏差，模型擬合較好，精度高。
　?。?）冠幅呈正態(tài)分布，主要分布在2~6m之間，兩邊也有分布。禿杉冠幅與胸徑之間的關(guān)系最為密切，與胸徑、樹高、每公頃胸高斷面積、優(yōu)勢樹高顯著正相關(guān)，與高徑比、林分密度顯著負(fù)相關(guān)。禿杉冠幅模型的最佳變量組合為胸徑、樹高、優(yōu)勢樹高、每公頃胸高斷面積，殘差上下分布比較均勻，模型不存在明顯偏差。材積隨著冠幅的增大而增大，與其呈正相

6、關(guān)關(guān)系，以二次方程為最佳模型，模型相關(guān)指數(shù)高達(dá)0.91，精度高。
　　（6）利用禿杉人工林標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查數(shù)據(jù)，以理查德為基本方程，采用啞變量的方法，引入立地質(zhì)量因子，構(gòu)建以立地質(zhì)量為啞變量的禿杉人工林樹高曲線模型，并將其與二元材積表相結(jié)合，測算標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量。經(jīng)交叉建模檢驗(yàn)，建立的樹高曲線模型，其估算精度接近二元材積表的估計(jì)水平。所構(gòu)建的樹高曲線模型在很大程度上減少了野外調(diào)查的工作量，提高了工作效率，為森林資源調(diào)查提供一定的參考應(yīng)用價(jià)值

7、。
　?。?）采用多模型選優(yōu)法，從多個(gè)備選模型中篩選出中島廣吉式作為禿杉的最優(yōu)一元材積模型，相關(guān)指數(shù)為0.997，且殘差散點(diǎn)圖上下分布均勻，無明顯偏差，并編制禿杉一元材積表；禿杉二元材積最優(yōu)模型是山本式，預(yù)估精度高達(dá)98.835%，并編制禿杉二元材積表。
　?。?）以德化葛坑國有林場23塊標(biāo)準(zhǔn)地兩期調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選擇胸徑作為與距離無關(guān)的競爭指標(biāo)，采用多元線性逐步回歸方法，構(gòu)建禿杉與距離無關(guān)的單木胸徑生長模型，模型預(yù)估精度高