龍虎山林場青椆胸徑樹高模型研究

熊露橋　朱永釗　何仲文　陳煥錦　葉瑞銀

排2個版面

【摘要】：在湖南龍虎山林場，選擇具有代表性的樣地測量青椆胸徑、樹高，利用SPSS軟件擬合線性模型、對數(shù)模型、冪函數(shù)模型、指數(shù)模型、Logistics模型等5個模型。結(jié)果表明：各個模型在0.01水平上的顯著，冪函數(shù)模型效果最好，表達式為H=1.814D0.644 。

【關(guān)鍵詞】：青椆；胸徑樹高模型

在森林資源調(diào)查、森林資源經(jīng)營中，胸徑和樹高最重要的2個調(diào)查因子，其中胸徑是可以精確方便調(diào)查，而樹高的調(diào)查卻難度較大且容易產(chǎn)生誤差[1]。在不考慮離地條件差距的前提下，通過建立胸徑樹高的模型，可以方便林業(yè)工作者對林木樹高的估算[2-4]。

青椆是細葉青岡（Cyclobalanopsis myrsinaefolia）的別稱，屬殼斗科青岡屬，常見于中亞熱帶濕潤區(qū)常綠闊葉林中，是較好的保持水土和涵養(yǎng)水源的樹種。其木材堅重，可供工具柄、木地板、紡織工業(yè)木梭等用。通過建立青椆胸徑樹高模型，可以方便編制林分材積表、林木出材量預(yù)測、林分蓄積量計算，對于科學指導青椆經(jīng)營具有重要作用。

1 研究區(qū)概況

龍虎山林場地處南洞庭與西洞庭之間，占地2000多畝，林場地貌為環(huán)湖崗地，海拔在100米左右；土壤類型以紅壤為主，適宜林木生長；林場境內(nèi)林分茂盛，生長著100多種木本植物，青椆（Cyclobalanopsis myrsinaefolia）混交林是其代表性林分之一，是受人為干擾較少的天然次生林，主要伴生樹種有香樟（Cinnamomum camphora）、楓香（Liquidambar formosana）2種[5]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)龍虎山林場青椆混交林的分布狀況，選擇具有代表性的林分設(shè)置標準地。設(shè)置大小為10m×10m的標準地9塊。對標準地胸徑大于等于5cm的青椆逐一測量胸徑和樹高。將樣木按2cm為一徑階，歸組統(tǒng)計樣木的樹高特征值、平均數(shù)、標準差、變動系數(shù)以及最大值和最小值，詳見表1。

2.2 數(shù)據(jù)的處理

目前為止國內(nèi)國外的很多專家已經(jīng)相繼提出了上百種樹高曲線模型。本研究選取以下5個模型進行青椆胸徑樹高曲線的研究與分析。

線性模型：H=a+bD

對數(shù)模型：

指數(shù)分布模型：H=eabD

冪函數(shù)模型：H=aDb

Logistic模型H= a/（1+exp（b+cD））

模型中H表示樹高、D表示胸徑、a，b是模型參數(shù)[6，7]。

3結(jié)果與分析

3.1 模型擬合結(jié)果

利用Spss統(tǒng)計軟件對椴樹胸徑和樹高數(shù)據(jù)擬合各個模型，計算出各個模型的統(tǒng)計量，計算結(jié)果如下表2。得出5個模型的胸徑樹高曲線圖（圖1）

圖1是由冪、對數(shù)、Logistics、多項式、指數(shù)5種模型擬合獲得的圖形，可以看出5種模型擬合程度都較好，但是對數(shù)和冪指數(shù)所擬合的模型曲線與觀測值較接近，模型走勢與觀測值走勢相似。

比較5個模型的判定系數(shù)值，其均在0.8以上。擬合精度分別對數(shù)模型R=0.919、冪模型R=0.919、線性模型R=0.891、指數(shù)模型R=0.804、Logistic模型R=0.804。其次為對數(shù)函數(shù)R =0.896、Logistic函數(shù)R =0.884、指數(shù)函數(shù)0.873。

3.2 模型分析

模型建立后，需要對模型進行方差分析，通過檢驗各個模型F值均大于F0.01，說明各個模型在0.01水平上的顯著，5個模型均滿足要求，5個模型的方差分析結(jié)果見表3。

根據(jù)表2、表3，5個模型的殘差平方和的大小順序為：線性>對數(shù)>指數(shù)=Logistics>冪

5個模型的F統(tǒng)計量的大小順序為：冪>對數(shù)>線性>指數(shù)=Logistics

5個模型的決定系數(shù)（R方）的大小順序為：冪=對數(shù)>線性>指數(shù)=Logistic

用上述統(tǒng)計量和指標評價樹高曲線模型的優(yōu)劣，要求殘差平方和、平均誤差越小越好，而F統(tǒng)計量越大越好。綜合分析后，冪函數(shù)模型擬合的龍虎山林場青椆胸徑樹高曲線效果最好，對數(shù)和線性模型次之，指數(shù)和Logistic模型擬合效果最差。

4.結(jié)果與討論

采用線性模型、對數(shù)模型、冪函數(shù)模型、指數(shù)模型、Logistics模型等5種模型對龍虎山林場青椆胸徑樹高模型進行擬合，比較各模型的殘差平方和、F統(tǒng)計量、決定系數(shù)，結(jié)果表明，青龍虎山林場青椆胸徑樹高的最優(yōu)模型為冪函數(shù)模型，即H=1.814D0.644 。

由于本文選取的是混交林中的青椆，純林種的青椆胸徑樹高模型需進一步驗證。

參考文獻：

[1]孟憲宇.測樹學[M].北京：中國林業(yè)出版社，2008：1-100.

[2]楊青.武夷山馬尾松人工林樹高曲線模型的研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計（福建），2005，1：19-22.

[3]程玉娜，余濟云，孟偉，鄧必平，王威翔.木荷胸徑一樹高生長相關(guān)模型研究[J].福建林業(yè)科技，2014，6（41）：109-114.

[4]馬小欣，姜鵬，馬嬌嬌，谷建才，陸貴巧.沿壩地區(qū)華北落葉松胸徑一樹高生長模型的研究[J].林業(yè)資源管理，2015，2（1）：44-105.

[5]熊露橋.天然林次生林間伐指數(shù)研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學，2003：9.

[6]駱期邦，曾偉生，賀東北.林業(yè)數(shù)表模型一理論、方法與實踐[M ].長沙：湖南科學出版社，2001.

[7]孫圓，王萬江.江蘇省楊樹樹高曲線模型的研制[J].應(yīng)用研究，2005（5）：34—37.