不同立地條件下杉木人工林生長(zhǎng)過(guò)程研究

不同立地條件下杉木人工林生長(zhǎng)過(guò)程研究

杉木具有生長(zhǎng)速度快、材料好、產(chǎn)量高、病蟲(chóng)害少、用途廣等特點(diǎn)。這是中國(guó)南方種植的許多樹(shù)種。1材料和方法1.1氣候、地貌條件研究區(qū)域位于福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，將樂(lè)縣（117°05′-117°40′E,26°26′-27°04′N(xiāo)）位于福建省西北部，屬于中亞熱帶季風(fēng)區(qū)，具有海洋性和大陸性氣候特點(diǎn),年平均溫度18.7℃，年平均降雨量2027mm，年平均蒸發(fā)量1204mm。境內(nèi)地勢(shì)復(fù)雜，以中低山為主，最高峰海拔1640.2m，最低海拔140m，境內(nèi)土層深厚，土壤肥沃，土壤以紅壤為主，并分布有黃紅壤，適宜培育以杉木、馬尾松為主的用材林和鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種。林場(chǎng)以經(jīng)營(yíng)用材林為主，用材林面積約為5800hm1.2杉木純林標(biāo)準(zhǔn)地的設(shè)置在將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)森林資源二類(lèi)調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)杉木人工林立地分類(lèi)圖進(jìn)行踏查，共設(shè)置29塊杉木人工純林標(biāo)準(zhǔn)地，樣地分布見(jiàn)圖1。標(biāo)準(zhǔn)地為陰坡或半陰坡，坡度在27°左右。其中，幼齡林16塊，近熟林4塊，成熟林7塊，過(guò)熟林2塊，樣地面積為400～600m1.3徑生長(zhǎng)過(guò)程方程本研究選用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5個(gè)常用于描述樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程的方程擬合杉木胸徑生長(zhǎng)過(guò)程，其中Richards方程和Korf方程應(yīng)用最為廣泛利用常見(jiàn)的模型評(píng)價(jià)指標(biāo)絕對(duì)平均殘差（Absolutemeanresidual,AMR）、均方根誤差（Rootmeansquareerror,RMSE）和調(diào)整后的決定系數(shù)（Theadjustedcoefficientofdetermination,adj-R為胸徑的實(shí)際觀測(cè)值，2結(jié)果與分析2.1地位指數(shù)表的編制立地質(zhì)量是決定森林生產(chǎn)力高低的首要因素，立地質(zhì)量評(píng)價(jià)常采用地位指數(shù)進(jìn)行。地位指數(shù)是指在某一立地上特定基準(zhǔn)年齡時(shí)林分優(yōu)勢(shì)木的平均高度值，根據(jù)林分優(yōu)勢(shì)木平均高與林分優(yōu)勢(shì)木年齡的關(guān)系所編制的地位指數(shù)表可查找相應(yīng)立地對(duì)應(yīng)的地位指數(shù)。本研究根據(jù)優(yōu)勢(shì)木年輪條確定林分年齡，每木檢尺結(jié)果確定優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高，依據(jù)實(shí)生杉木林的基準(zhǔn)年齡為20年，以吳仲倫主持編制的“全國(guó)(分帶)杉木地位指數(shù)表”從上表可以看出，29塊樣地中，地位指數(shù)為10、12、14、16和18的分別有2、4、7、12塊和4塊樣地。根據(jù)立地條件劃分結(jié)果，將年輪條依據(jù)立地條件進(jìn)行分類(lèi)，將同一立地條件的年輪條統(tǒng)一進(jìn)行整理（表3）。地位指數(shù)為10的有24根年輪條，地位指數(shù)為12的有56根，地位指數(shù)為14的有90根，地位指數(shù)為16的有164根，地位指數(shù)為18的有54根。2.2不同立地下杉木徑生長(zhǎng)的最優(yōu)模型運(yùn)用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5個(gè)模型對(duì)不同地位指數(shù)的杉木胸徑生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行擬合，并以AMR、RMSE、adj-R從上表可以看出，不同的生長(zhǎng)方程其擬合精度不同，其中對(duì)于地位指數(shù)10的胸徑生長(zhǎng)過(guò)程，含有三個(gè)參數(shù)的生長(zhǎng)方程中，Weibull方程的擬合精度最高，AMR、RMSE、adj-R2.3平均生長(zhǎng)量下降、穩(wěn)定增長(zhǎng)階段以各地位指數(shù)的胸徑生長(zhǎng)最優(yōu)模型，繪制不同地位指數(shù)的杉木胸徑平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量的變化過(guò)程，見(jiàn)圖3，從圖中可以看出，在各個(gè)地位指數(shù)條件下，杉木胸徑的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量在起初階段都處于增長(zhǎng)趨勢(shì)，且連年生長(zhǎng)量比平均生長(zhǎng)量增長(zhǎng)得更快，經(jīng)過(guò)幾年的生長(zhǎng)，連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大值，之后開(kāi)始下降，而平均生長(zhǎng)量此段時(shí)期仍處在上升階段，再經(jīng)過(guò)幾年的生長(zhǎng)，平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)交集點(diǎn)，平均生長(zhǎng)量達(dá)到最大，此時(shí)稱(chēng)為數(shù)量成熟齡，可以作為合理采伐年齡的依據(jù)。不同地位指數(shù)條件下，連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的年齡有差別，地位指數(shù)為10的在第15年左右達(dá)到最大，地位指數(shù)12的在13年左右達(dá)到最大，地位指數(shù)14的在8年左右達(dá)到最大，地位指數(shù)16的在10年左右達(dá)到最大，而地位指數(shù)18的立地條件下的杉木在12年達(dá)到胸徑連年生長(zhǎng)量的最大值。隨著地位指數(shù)的增加，杉木胸徑的連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的年限先減小后增大，地位指數(shù)為14時(shí)所用年限最短為8年即達(dá)到最大值。不同地位指數(shù)條件下，平均生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的年齡也有差別，即連年生長(zhǎng)量等于平均生長(zhǎng)量的年齡有差別，其中地位指數(shù)為10的在第24年至25年左右，地位指數(shù)12的在23年左右達(dá)到最大，地位指數(shù)14和地位指數(shù)16的在第17年左右，而地位指數(shù)18的在16-17年左右達(dá)到數(shù)量成熟齡。3討論周?chē)?guó)模等人在計(jì)算浙江杉木數(shù)量成熟齡時(shí)認(rèn)為杉木人工林?jǐn)?shù)量成熟齡隨著林分地位指數(shù)的增加而減少4最優(yōu)模型的確定本研究基于幾種常見(jiàn)的理論生長(zhǎng)方程分析了將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)不同地位指數(shù)條件下杉木人工純林胸徑的生長(zhǎng)過(guò)程，在不同地位指數(shù)條件下，杉木胸徑的最優(yōu)生長(zhǎng)方程不同，其中地位指數(shù)為10和18的最優(yōu)模型為Weibull方程，地位指數(shù)為12和16的最優(yōu)模型為Richards方程，地位指數(shù)為14的最優(yōu)模型為Korf方程。不同地位指數(shù)條件下，連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的年齡有差別，隨著地位指數(shù)的增加，杉木胸徑的連年生長(zhǎng)量達(dá)到最大值的年限先減小后增大，地位指數(shù)為14