小葉楊生長規(guī)律的研究 - 中國科技創(chuàng)新網(wǎng) 網(wǎng)站首頁

1、小葉楊生長規(guī)律的研究小葉楊生長規(guī)律的研究張連翔梅秀艷王占龍（遼寧省干旱地區(qū)造林研究所，遼寧建平122400）摘要：要：應用logistic模型和有序樣品聚類法對小葉楊的生長規(guī)律進行了定量研究，將胸徑和樹高2個表觀生長過程科學地劃分為前慢期、速生期和后慢期3個階段，實現(xiàn)了胸徑和樹高二維有序樣品的聚類，不僅反映出小葉楊生長的綜合節(jié)奏性，更為齡組劃分提供了依據(jù)。此外，本文還以logistic模型為基礎，以時間因子為媒介，推導出一個能準確地描述

2、小葉楊關系的新模型——logistic衍生模型。HD?關鍵詞：關鍵詞：小葉楊；生長規(guī)律；logistic模型；有序樣品聚類；logistic衍生模型中國分類號：中國分類號：S79211601文獻標識碼：文獻標識碼：A作為遼西半干旱地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，小葉楊（PopulussimoniiCarr）以其自身所具有的適生范圍廣、抗逆性強、材質優(yōu)良、生長速度適中等突出特性一直受到廣大群眾的青睞，曾一度成為當?shù)睾訛┑貤顦淞值闹髟云贩N之一，也是不可多得

3、的重要育種材料[1]。特別是2000年遭受歷史上罕見的特大旱災后，不少新品種楊樹都因無法忍受干旱的脅迫而成片枯死，唯獨小葉楊能安然地戰(zhàn)勝旱災，大災過后很快恢復了生機。于是人們在重新評價“速生豐產(chǎn)”一詞的現(xiàn)實意義的同時，開始對小葉楊刮目相看，一股小葉楊熱潮行將再度掀起。為了使小葉楊的培育步入科學的軌道，提高林業(yè)生產(chǎn)的集約化程度和科技含量，自1990年起開展與小葉楊有關的調查研究，取得了一定成績。本文擬采用數(shù)學方法對小葉楊生長規(guī)律進行定量研

4、究。1材料與方法材料與方法11材料來源材料來源試驗地位于國有喀左縣小城子林場場部附近大凌河兩岸的河灘地上，屬溫帶半干旱大陸性氣候，干旱多風、溫差大、雨量少是其主要特征。年降水量500mm，年蒸發(fā)量2088mm，無霜期141d，年均溫度8.2℃。土壤為沙壤土，土層厚度0.8m，地下水位2.５m，pH值6.9。初植密度為1110株hm2，經(jīng)營管理按常規(guī)進行。在試驗區(qū)內，選設最具代表性的標準地10塊，每塊標準地內活立木不少于50株。在每木檢尺

5、的基礎上，根據(jù)平均胸徑和平均樹高選取標準木，每塊標準地各選l株，進行樹干解析，獲得10株解析木胸徑（）和樹高（）生長進程的平均結果（表1）作為此DH項研究的基礎數(shù)據(jù)。表1小葉楊胸徑和樹高的年生長進程（遼寧喀左）序號123456789101112131415生長時間（a）24681012141618202224262830胸徑累積生長量（cm）0.41.13.56.39.313.417.422.125.327.229.432.533.73

6、4.735.4樹高累積生長量（m）2.074.686.689.4211.4213.7015.8516.9517.9518.3019.0519.5019.9420.7020.9512資料的分析方法資料的分析方法對表1資料，擬采用下列方法定量分析小葉楊的生長規(guī)律：首先，應用logistic模型描述胸徑和樹高2個表觀生長進程，繼而利用logistic模型的有關參數(shù)確定“S”形曲線上2個重要特征點——速生期始點和終點的橫軸值[2]。亦即：第1類

7、樣品號＝[1，2，3，4]，≤8a為幼齡林；第2類樣品號＝[5，6，7]，10～14a為中齡林；第3類樣品號＝[8，9，10，11]，16～22a為近熟林；第4類樣品號＝[12，13，14，15]，≥24a為成熟林。表3最小誤差函數(shù)????nmp0?mmn234n23420.000(1)33.651(2)0.000(2)411.325(2)3.651(3)0.000(3)522.475(3)10.151(3)3.651(4)650.55

8、4(3)22.329(4)10.151(5)793.025(4)32.786(5)20.462(5)8153.395(5)62.204(6)32.786(7)9201.981(5)84.340(6)38.406(7)10252.626(5)107.293(7)47.054(7)11314.981(6)124.007(7)63.768(7)12374.144(6)159.459(7)92.388(8)13433.141(6)195.700

9、(7)111.989(9)14492.993(6)229.597(8)124.600(10)15549.725(6)252.977(8)130.110(11)這一結果大致反映出小葉楊2個表觀生長過程的綜合節(jié)奏性，從而為齡組的劃分提供了充分的理論依據(jù)。特別值得一提的是，通過比較上述2種方法獲得的結果，就會發(fā)現(xiàn)，二者表現(xiàn)出明顯的“相合性”，亦即：（1）徑生長開始進入速生期時，完成了幼齡林階段（8a）；（2）高生長速生期結束時完成了中齡林階段

10、（14a），此時恰好是徑生長速率最大的時期；（3）徑生長速生期結束時，基本完成了近熟林階段（21～22a）。將2種完全不同的數(shù)學方法用作對同一問題的分析，其結果的吻合可能不是偶然的，揭示出小葉楊生長的內在規(guī)律性，這也正是我們之所以把15個有序樣品決定劃分為4類的一個重要原因。另外，關于小葉楊人工林齡組的劃分，國家已有標準，但這并不排除本文分析的結果是與當?shù)氐膶嶋H更為相符的。因此有理由相信，這種方法尚可供其它樹種確定齡組劃分標準時參考。2

11、3小葉楊小葉楊關系研究：關系研究：logisticlogistic衍生模型衍生模型HD?231logistic衍生模型的衍生模型的導出在小葉楊的生長進程中，時間是胸徑（）和樹高（D）2個表觀生長過程的共同因子。前已述及，對這2個生長過程，皆可用logistic方程描H述：（4）????tbaKD111exp1???（5）????tbaKH222exp1???整理方程（4）、（5），解出，可得：t（6）111lnbDDKat???????