不同立地條件下杉木人工林生長過程研究

不同立地條件下杉木人工林生長過程研究

杉木具有生長速度快、材料好、產(chǎn)量高、病蟲害少、用途廣等特點。這是中國南方種植的許多樹種。1材料和方法1.1氣候、地貌條件研究區(qū)域位于福建省將樂國有林場，將樂縣（117°05′-117°40′E,26°26′-27°04′N）位于福建省西北部，屬于中亞熱帶季風區(qū)，具有海洋性和大陸性氣候特點,年平均溫度18.7℃，年平均降雨量2027mm，年平均蒸發(fā)量1204mm。境內地勢復雜，以中低山為主，最高峰海拔1640.2m，最低海拔140m，境內土層深厚，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)土珍貴樹種。林場以經(jīng)營用材林為主，用材林面積約為5800hm1.2杉木純林標準地的設置在將樂國有林場森林資源二類調查的基礎上，結合將樂國有林場杉木人工林立地分類圖進行踏查，共設置29塊杉木人工純林標準地，樣地分布見圖1。標準地為陰坡或半陰坡，坡度在27°左右。其中，幼齡林16塊，近熟林4塊，成熟林7塊，過熟林2塊，樣地面積為400～600m1.3徑生長過程方程本研究選用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5個常用于描述樹木生長過程的方程擬合杉木胸徑生長過程，其中Richards方程和Korf方程應用最為廣泛利用常見的模型評價指標絕對平均殘差（Absolutemeanresidual,AMR）、均方根誤差（Rootmeansquareerror,RMSE）和調整后的決定系數(shù)（Theadjustedcoefficientofdetermination,adj-R為胸徑的實際觀測值，2結果與分析2.1地位指數(shù)表的編制立地質量是決定森林生產(chǎn)力高低的首要因素，立地質量評價常采用地位指數(shù)進行。地位指數(shù)是指在某一立地上特定基準年齡時林分優(yōu)勢木的平均高度值，根據(jù)林分優(yōu)勢木平均高與林分優(yōu)勢木年齡的關系所編制的地位指數(shù)表可查找相應立地對應的地位指數(shù)。本研究根據(jù)優(yōu)勢木年輪條確定林分年齡，每木檢尺結果確定優(yōu)勢木樹高，依據(jù)實生杉木林的基準年齡為20年，以吳仲倫主持編制的“全國(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)立地條件劃分結果，將年輪條依據(jù)立地條件進行分類，將同一立地條件的年輪條統(tǒng)一進行整理（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的最優(yōu)模型運用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5個模型對不同地位指數(shù)的杉木胸徑生長過程進行擬合，并以AMR、RMSE、adj-R從上表可以看出，不同的生長方程其擬合精度不同，其中對于地位指數(shù)10的胸徑生長過程，含有三個參數(shù)的生長方程中，Weibull方程的擬合精度最高，AMR、RMSE、adj-R2.3平均生長量下降、穩(wěn)定增長階段以各地位指數(shù)的胸徑生長最優(yōu)模型，繪制不同地位指數(shù)的杉木胸徑平均生長量和連年生長量的變化過程，見圖3，從圖中可以看出，在各個地位指數(shù)條件下，杉木胸徑的平均生長量和連年生長量在起初階段都處于增長趨勢，且連年生長量比平均生長量增長得更快，經(jīng)過幾年的生長，連年生長量達到最大值，之后開始下降，而平均生長量此段時期仍處在上升階段，再經(jīng)過幾年的生長，平均生長量與連年生長量出現(xiàn)交集點，平均生長量達到最大，此時稱為數(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，連年生長量達到最大值的年齡有差別，地位指數(shù)為10的在第15年左右達到最大，地位指數(shù)12的在13年左右達到最大，地位指數(shù)14的在8年左右達到最大，地位指數(shù)16的在10年左右達到最大，而地位指數(shù)18的立地條件下的杉木在12年達到胸徑連年生長量的最大值。隨著地位指數(shù)的增加，杉木胸徑的連年生長量達到最大值的年限先減小后增大，地位指數(shù)為14時所用年限最短為8年即達到最大值。不同地位指數(shù)條件下，平均生長量達到最大值的年齡也有差別，即連年生長量等于平均生長量的年齡有差別，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年左右達到數(shù)量成熟齡。3討論周國模等人在計算浙江杉木數(shù)量成熟齡時認為杉木人工林數(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的理論生長方程分析了將樂國有林場不同地位指數(shù)條件下杉木人工純林胸徑的生長過程，在不同地位指數(shù)條件下，杉木胸徑的最優(yōu)生長方程不同，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，連年生長量達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量達到最大值的年限先減小后增大，地位指數(shù)為14