太子山幾種闊葉樹種測(cè)樹因子相關(guān)性分析

周歡 樂祥明 郭國志 周亞芹 任保義

摘 要： 以太子山常見的闊葉樹種楓香樹、麻櫟及紅果冬青為研究對(duì)象，采用SPSS分析胸徑（ D ）與基部直徑 （Di）、樹高（H）與胸徑（D）、冠徑（Cw）與胸徑（D） 等之間相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明：測(cè)樹因子間存在極顯著相關(guān)關(guān)系，各樹種距離地面不同高處基徑與胸徑均呈線性相關(guān)，其中以 D-D 0.50模型擬合效果最好;樹高與胸徑、冠徑與胸徑也均為線性相關(guān)。

關(guān)鍵詞： 闊葉樹種;測(cè)樹因子;回歸模型

中圖分類號(hào)：S758.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-3020（2022）01-0009-05

Correlation Analysis of Tree Measurement Factors of Several Broad-Leaved Tree Species in Taizi Mountain

Zhou Huan Le Xiangming Guo Guozhi Zhou Yaqin Ren Baoyi

（Hubei Provincial Taizi Mountain Forest Farm Management Bureau Jingmen 431822）

Abstract： Three common broad-leaved trees （ Liquidambar formosana，Quercus acutissimaandIlex rubra ） in Taizi Mountain were studied with SPSS software to establish correlations diameter breast-high（DBH） and basal diameter of stem（ Di ），height（ H ） and diameter breast-high（DBH），crown diameter（ Cw ） and diameter breast-high（DBH）.The results showed that tree-measurement factors were significantly correlated.All suitable regression models of D-D0.50 for three species were best，suitable models of H-D and Cw-D for three species were linears as well.

Key words： broad-leaved tree;tree-measurement factors;regression model

胸徑、樹高、冠徑均可以直觀地反應(yīng)林木生長狀況，在林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營及調(diào)查中是重要的測(cè)樹因子。探討并建立測(cè)樹因子間的相關(guān)關(guān)系，掌握常見樹種樹干基部的干形特征和生長規(guī)律，對(duì)于人工林的可持續(xù)經(jīng)營、森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及生物量估測(cè)等均有重要作用[1-3]。一般地說來，不同立地及不同樹種樹干基部的形狀很不規(guī)則，因而樹干基部直徑很少當(dāng)作重要測(cè)樹因子而被利用。但在特殊情況下，例如在濫砍濫伐案件現(xiàn)場(chǎng)、火燒跡地、采伐跡地上，樹干基部直徑就成為唯一的可測(cè)因子。通過對(duì)樹干距離地面不同高處直徑進(jìn)行測(cè)量與分析，建立與胸徑的回歸關(guān)系，并通過樹干基部直徑來推測(cè)胸徑的大小，可計(jì)算出單株立木材積，進(jìn)而為毀林案件定性、采伐質(zhì)量考核提供參考[4]。

本研究以太子山人工闊葉林中常見的闊葉樹種楓香樹、麻櫟及紅果冬青為研究對(duì)象，通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多方程回歸方程擬合以建立樹干基部直徑、樹高、冠徑與胸徑之間相關(guān)關(guān)系[5]，并選擇出適宜回歸模型為編制各種調(diào)查和經(jīng)營數(shù)表提供依據(jù)[6]，便于當(dāng)?shù)亻_展森林經(jīng)營管理工作。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

湖北省太子山林場(chǎng)管理局位于湖北省荊門市京山市南部，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫16.4 ℃，年均降雨量1 094.6 mm，無霜期240 d，日照時(shí)數(shù)1 949.9 h。研究區(qū)地貌為低山丘陵區(qū)，海拔40.3～467.4 m，土壤類型以黃棕壤為主，典型地帶性植被為人工針葉林、落葉闊葉林、常綠闊葉與落葉闊葉混交林。

1.2 數(shù)據(jù)采集

在湖北省太子山林場(chǎng)管理局下屬石龍林場(chǎng)、王嶺林場(chǎng)的成熟與近成熟人工闊葉林中，隨機(jī)抽取樣木，測(cè)量胸徑（ D ）、樹干距離地面不同高處直徑（5 cm、10 cm、20 cm、30 cm及50 cm高度，記為 D 0.05、 D 0.10、 D 0.20、 D 0.30及 D 0.50）、冠徑（ Cw ）和樹高（ H ）。楓香樹 Liquidambar formosana共測(cè)35株、麻櫟Quercus acutissima 85株、紅果冬青Ilex rubra35株，見表1。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用SPSS軟件對(duì)3個(gè)樹種各測(cè)樹因子之間進(jìn)行下列回歸方程分析：樹干胸徑 （D）與距離地面不同高處直徑（Di）、樹高（H）與胸徑（D）、冠幅（Cw）與胸徑（D） ，對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。當(dāng)多個(gè)回歸方程達(dá)到顯著性時(shí)，理論上選擇決定系數(shù)R2值最大的方程作為其適宜回歸模型[7-9]，在實(shí)際生產(chǎn)中盡可能選用簡單的方程作為回歸模型。所選的8種回歸方程如下：

線性函數(shù)：y=a+bx;

對(duì)數(shù)函數(shù)：y=a+b ln x;

二次函數(shù)：y=a+bx+cx2;

三次函數(shù)：y=a+bx+cx2+dx3;

復(fù)合函數(shù)：y=a（bx）;

冪函數(shù)： y=axb;

增長函數(shù)： y= e a+bx;

指數(shù)函數(shù)：y=a e bx。

2 結(jié)果與分析

2.1 胸徑與樹干基部不同高度處直徑相關(guān)分析

生產(chǎn)實(shí)踐中，可以通過樹干基部直徑來估算胸徑。因此，將樹干基部直徑（ Di ）作為自變量，胸徑（ D ）作為因變量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表2所示，可以看出，各樹種樹干基部直徑與胸徑均極顯著相關(guān)。各樹種5個(gè) D-Di 回歸模型 R 2值分別為0.946、0.932、0.848，均大于0.800。因線性模型擬合效果良好，且比其它模型簡單實(shí)用，則選擇線性方程作為適宜模型。3個(gè)樹種 D-D 0.50回歸模型 R 2值最大，表明 D 0.50與胸徑模型擬合效果最好，因此 D-Di 適宜方程：楓香樹;麻櫟;紅果冬青。

2.2 樹高與胸徑相關(guān)分析

以胸徑（D）為自變量、樹高（H）為因變量進(jìn)行多方程相關(guān)分析，結(jié)果見表3，可以看出，各樹種胸徑與樹高均極顯著相關(guān)。雖然二次函數(shù)和三次函數(shù)的R2值大于其它模型R2值，但參數(shù)c與d值很小，沒有實(shí)質(zhì)性意義。綜合考慮，選擇線性方程作為H-D適宜回歸模型，則楓香樹為H=0.427D+6.417;麻櫟為H=0.243D+15.194;紅果冬青為H=0.728D+1.841。

2.3 冠徑與胸徑相關(guān)分析

以胸徑（D）為自變量、冠徑（Cw）為因變量，相關(guān)分析結(jié)果見表4，可以看出，各樹種胸徑與冠徑均極顯著相關(guān)。各模型R2值差別較小，因而選擇結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的線性方程作為Cw-D適宜回歸模型，即楓香樹為Cw=0.168 D+0.325;麻櫟為Cw=0.160 D+0.813;紅果冬青為Cw=0.207 D+0.863。

3 結(jié)論與討論

3個(gè)樹種楓香樹、麻櫟、紅果冬青的胸徑與樹干基部直徑、樹高與胸徑、冠徑與胸徑均存在極顯著相關(guān)關(guān)系，各樹種測(cè)樹因子間模型擬合雖然存在差異，但均現(xiàn)線性相關(guān)[10]。雖然樹木生長與立地條件、造林密度、林齡等因素有很大關(guān)系，但樹高和冠幅生長是有限的[11-12]。田紅燈等研究表明，杉木冠幅生長高峰期為幼齡林和中齡林，而在近熟林后出現(xiàn)衰退[13]。本研究中測(cè)定的楓香樹、紅果冬青為成熟林，麻櫟為近熟林，樹冠因林分郁閉，生長受到限制，冠幅增長趨勢(shì)減弱，與前人研究結(jié)果一致。

研究中所選出的適宜回歸模型可用于編制林業(yè)調(diào)查和經(jīng)營數(shù)表，為太子山闊葉樹種干形評(píng)價(jià)與采伐量確定提供參考依據(jù)[14];樹干基部直徑與胸徑回歸模型的建立，可以通過伐樁估算林木損失量提供了便捷快速的途徑，對(duì)撫育管理和林政執(zhí)法工作有較大的指導(dǎo)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：鄭京津）