不同立地条件下杉木人工林生长过程研究

不同立地条件下杉木人工林生长过程研究

杉木具有生长速度快、材料好、产量高、病虫害少、用途广等特点。这是中国南方种植的许多树种。1材料和方法1.1气候、地貌条件研究区域位于福建省将乐国有林场，将乐县（117°05′-117°40′E,26°26′-27°04′N）位于福建省西北部，属于中亚热带季风区，具有海洋性和大陆性气候特点,年平均温度18.7℃，年平均降雨量2027mm，年平均蒸发量1204mm。境内地势复杂，以中低山为主，最高峰海拔1640.2m，最低海拔140m，境内土层深厚，土壤肥沃，土壤以红壤为主，并分布有黄红壤，适宜培育以杉木、马尾松为主的用材林和乡土珍贵树种。林场以经营用材林为主，用材林面积约为5800hm1.2杉木纯林标准地的设置在将乐国有林场森林资源二类调查的基础上，结合将乐国有林场杉木人工林立地分类图进行踏查，共设置29块杉木人工纯林标准地，样地分布见图1。标准地为阴坡或半阴坡，坡度在27°左右。其中，幼龄林16块，近熟林4块，成熟林7块，过熟林2块，样地面积为400～600m1.3径生长过程方程本研究选用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5个常用于描述树木生长过程的方程拟合杉木胸径生长过程，其中Richards方程和Korf方程应用最为广泛利用常见的模型评价指标绝对平均残差（Absolutemeanresidual,AMR）、均方根误差（Rootmeansquareerror,RMSE）和调整后的决定系数（Theadjustedcoefficientofdetermination,adj-R为胸径的实际观测值，2结果与分析2.1地位指数表的编制立地质量是决定森林生产力高低的首要因素，立地质量评价常采用地位指数进行。地位指数是指在某一立地上特定基准年龄时林分优势木的平均高度值，根据林分优势木平均高与林分优势木年龄的关系所编制的地位指数表可查找相应立地对应的地位指数。本研究根据优势木年轮条确定林分年龄，每木检尺结果确定优势木树高，依据实生杉木林的基准年龄为20年，以吴仲伦主持编制的“全国(分带)杉木地位指数表”从上表可以看出，29块样地中，地位指数为10、12、14、16和18的分别有2、4、7、12块和4块样地。根据立地条件划分结果，将年轮条依据立地条件进行分类，将同一立地条件的年轮条统一进行整理（表3）。地位指数为10的有24根年轮条，地位指数为12的有56根，地位指数为14的有90根，地位指数为16的有164根，地位指数为18的有54根。2.2不同立地下杉木径生长的最优模型运用Richards方程、Weibull方程、Korf方程、Logistic方程和Schumacher方程5个模型对不同地位指数的杉木胸径生长过程进行拟合，并以AMR、RMSE、adj-R从上表可以看出，不同的生长方程其拟合精度不同，其中对于地位指数10的胸径生长过程，含有三个参数的生长方程中，Weibull方程的拟合精度最高，AMR、RMSE、adj-R2.3平均生长量下降、稳定增长阶段以各地位指数的胸径生长最优模型，绘制不同地位指数的杉木胸径平均生长量和连年生长量的变化过程，见图3，从图中可以看出，在各个地位指数条件下，杉木胸径的平均生长量和连年生长量在起初阶段都处于增长趋势，且连年生长量比平均生长量增长得更快，经过几年的生长，连年生长量达到最大值，之后开始下降，而平均生长量此段时期仍处在上升阶段，再经过几年的生长，平均生长量与连年生长量出现交集点，平均生长量达到最大，此时称为数量成熟龄，可以作为合理采伐年龄的依据。不同地位指数条件下，连年生长量达到最大值的年龄有差别，地位指数为10的在第15年左右达到最大，地位指数12的在13年左右达到最大，地位指数14的在8年左右达到最大，地位指数16的在10年左右达到最大，而地位指数18的立地条件下的杉木在12年达到胸径连年生长量的最大值。随着地位指数的增加，杉木胸径的连年生长量达到最大值的年限先减小后增大，地位指数为14时所用年限最短为8年即达到最大值。不同地位指数条件下，平均生长量达到最大值的年龄也有差别，即连年生长量等于平均生长量的年龄有差别，其中地位指数为10的在第24年至25年左右，地位指数12的在23年左右达到最大，地位指数14和地位指数16的在第17年左右，而地位指数18的在16-17年左右达到数量成熟龄。3讨论周国模等人在计算浙江杉木数量成熟龄时认为杉木人工林数量成熟龄随着林分地位指数的增加而减少4最优模型的确定本研究基于几种常见的理论生长方程分析了将乐国有林场不同地位指数条件下杉木人工纯林胸径的生长过程，在不同地位指数条件下，杉木胸径的最优生长方程不同，其中地位指数为10和18的最优模型为Weibull方程，地位指数为12和16的最优模型为Richards方程，地位指数为14的最优模型为Korf方程。不同地位指数条件下，连年生长量达到最大值的年龄有差别，随着地位指数的增加，杉木胸径的连年生长量达到最大值的年限先减小后增大，地位指数为14