马尾松采伐基地培育杉木林分套种茯苓效果研究

魏荣富

摘 要：为更好地对落叶松林进行经营，以落叶松解析木为研究对象，应用R/S分析法对落叶松树木直径生长进行了分析。结果表明，树木直径生长具有一定的规律性；同时建立了以树木年龄为自变量，H指数为因变量的线性模型与幂指数模型，模型相关系数均≥0.97，表明拟合效果明显，可以用来预测直径的生长。此研究结果对于落叶松林的经营具有十分重要的指导意义，也为后续的研究奠定了一定的基础。

关键词：落叶松；解析木；直径生长；时间序列；预测模型

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）16-81-03

树木直径的变化，可以作为评价树木生长的立地条件、经营措施优劣的重要指标之一。在掌握树木直径生长规律的基础上，采取适当的经营管理措施，可以有效地改善林木的生长状况，取得较好的经济效益。大兴安岭林区位于寒温带，受特殊的地理环境影响，致使本区域的树木生长具有十分明显的地域特征。自天保工程实施以来，该林区木材生产量逐年下降，生产方式也逐渐转型，主要以营林为主，速生、优质、高产成为林业工作者的工作目标。因此，分析和研究林木的生长规律，实施高效合理的经营措施，进而改善树木的生长状况，提高生长量，已经成为林业科研工作者的研究重点。

在树木直径生长研究方面，林业科研工作者已经进行了大量的工作。如孟伟[1]等利用回归分析法对湖北省国营桂花林场南酸枣的全林分直径生长过程进行了分析与探讨，并建立了相应的数学模型；刘洋[2]等建立了长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型，等等。这些研究所提供的方法和成果，对于大兴安岭林区树木直径生长规律的研究具有十分重要的借鉴意义。本文拟通过对落叶松林木直径生长的时间序列进行分析，探索其生长规律，为本区域落叶松林的人工经营提供理论依据。

1 研究区概况

大兴安岭林区（49°20′～53°30′N，119°40′～127°22′E）为国有大型用材林基地，山势和缓，海拔约700～1 000m。本区域地处我国最寒冷地区，具大陆性寒温带气候，其冬季寒冷、晴朗、少雪而漫长；春季5～6月由于受蒙古干旱风影响，表现出明显的气候干旱（高温、低湿和大风）。广泛分布的土壤为棕色泰加林土。地带性植被为寒温性针叶林，以兴安落叶松林最为典型，约占该区森林分布面积的50%左右。

2 研究方法

2.1 数据调查 本研究所用数据来自于大兴安岭东部林区第6次森林资源复查资料，这次复查是以宏观森林资源现状与动态为目的，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法。大兴安岭东部林区地面样地点间距8km×8km布设，共设1 307块。从中抽取30块样地资料作为本研究的数据来源。

样地布设形状为矩形0.06hm2（10m×60m），按照样地单双号规定（单号中心线方向东西、双号中心线南北方向），从样地中心点向2个方向各丈量水平距30m，钉设十米桩和端点桩。以样地中心线上的中心桩、十米桩和端点桩为中心，向两侧垂直方向各丈量5m水平距，钉设样地边桩，构成0.06hm2（10m×60m）的矩形样地。

树高测定：对于乔木林样地，根据样木平均胸径，选择主林层优势树种平均样木3株，用测高仪测定树高，读数记到0.1m；每木检尺：一律采用钢卷尺和卡尺，读数记到0.1cm；年龄：采用生长锥测定。本研究由于地径及不同树高处直径、树高、年龄等因子的需求，部分样木取样采用在样地周围选设树木进行伐倒进行测量，以确定数据的准确性。

2.2 分析方法 R/S分析法是研究时间序列规律性的十分重要的方法，被应用到许多研究领域[3-5]。为便于研究，本文仅以落叶松解析木数据为研究基础，应用此方法对树木直径生长时间序列进行分析，并且建立树木生长预测的线性、幂指数模型。

3 树木直径生长的时间序列分析

将图1～3作趋势线分析，相关系数在0.90以上。可见，随着树木年龄的增加，其H指数值也随之增加。同时由图1～3中可见，树木在相同年龄段内，H指数的值很相近，说明树木直径的生长时间序列具有一定的规律性，都存在着[RS]关系。

4 直径生长预测模型的建立

线性模型为：[y=0.00282x+0.41785]

相关系数[R=0.987]，剩余标准差[S=0.0066]，说明模型拟合得很精确。表明落叶松树木直径生长H指数值与时间序列呈线性关系，若已知树木生长年龄，即可算出该时间处的H指数值。

4.2 幂指数回归模型 进行幂指数回归分析，结果见图5。

树木直径生长的变化规律。该模型可以预测落叶松树木直径在未来几年的生长趋势。

5 结论与讨论

本文得到了2个H指数的线性及幂指数回归数学模型，相关系数均在0.97以上，说明拟合效果非常明显。2个模型均表明，只要输入树龄，就可以预测出落叶松解析木在该年份的H指数值，反之，如果知道了确切的H指数值，即可计算出相应的树龄。R/S分析法是进行落叶松树木直径生长分析的重要方法，能够定量模拟落叶松树木直径生长的动态变化。林业生产者可以有效利用该研究成果。进行树木直径生长的预测，以预测结果为参照，根据树木直径生长的状况判断树木所处的生长环境及经营措施是否合理，及时调整生产方式、方法，使生产效益达到最佳。由于如观察资料误差等系统内部随机因素的存在，致使模型具有一定的不稳定性，因此，今后应不断探索落叶松直径生长规律，提高模型的精度与稳定性，对于林业生产经营具有十分重要的意义。

参考文献

[1]孟伟，陈彩虹，胡焕香，等.桂花林场南酸枣全林分直径生长模型的研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33（5）：26-29.

[2]刘洋，亢新刚，郭艳荣.长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型：以云杉为例[J].东北林业大学学报，2012，40（2）：1-4.

[3]张殷钦，胡伟，刘俊民，等.基于R/S分析法的地下水位动态变化趋势分析[J].中南大学学报（自然科学版），2012，43（12）：4913-4916.

[4]王孝礼，胡宝清，夏军，等.水文时序趋势与变异点的R/S分析法[J].武汉大学学报（工学版），2002，35（2）：10-12.

[5]樊毅，李靖，仲远见，等.基于R/S分析法的云南干热河谷降水变化趋势分析[J].水电能源科学，2008，26（2）：24-27.

[6]吴怀宇.时间序列分析与综合[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

（责编：张宏民）endprint

摘 要：为更好地对落叶松林进行经营，以落叶松解析木为研究对象，应用R/S分析法对落叶松树木直径生长进行了分析。结果表明，树木直径生长具有一定的规律性；同时建立了以树木年龄为自变量，H指数为因变量的线性模型与幂指数模型，模型相关系数均≥0.97，表明拟合效果明显，可以用来预测直径的生长。此研究结果对于落叶松林的经营具有十分重要的指导意义，也为后续的研究奠定了一定的基础。

关键词：落叶松；解析木；直径生长；时间序列；预测模型

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）16-81-03

树木直径的变化，可以作为评价树木生长的立地条件、经营措施优劣的重要指标之一。在掌握树木直径生长规律的基础上，采取适当的经营管理措施，可以有效地改善林木的生长状况，取得较好的经济效益。大兴安岭林区位于寒温带，受特殊的地理环境影响，致使本区域的树木生长具有十分明显的地域特征。自天保工程实施以来，该林区木材生产量逐年下降，生产方式也逐渐转型，主要以营林为主，速生、优质、高产成为林业工作者的工作目标。因此，分析和研究林木的生长规律，实施高效合理的经营措施，进而改善树木的生长状况，提高生长量，已经成为林业科研工作者的研究重点。

在树木直径生长研究方面，林业科研工作者已经进行了大量的工作。如孟伟[1]等利用回归分析法对湖北省国营桂花林场南酸枣的全林分直径生长过程进行了分析与探讨，并建立了相应的数学模型；刘洋[2]等建立了长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型，等等。这些研究所提供的方法和成果，对于大兴安岭林区树木直径生长规律的研究具有十分重要的借鉴意义。本文拟通过对落叶松林木直径生长的时间序列进行分析，探索其生长规律，为本区域落叶松林的人工经营提供理论依据。

1 研究区概况

大兴安岭林区（49°20′～53°30′N，119°40′～127°22′E）为国有大型用材林基地，山势和缓，海拔约700～1 000m。本区域地处我国最寒冷地区，具大陆性寒温带气候，其冬季寒冷、晴朗、少雪而漫长；春季5～6月由于受蒙古干旱风影响，表现出明显的气候干旱（高温、低湿和大风）。广泛分布的土壤为棕色泰加林土。地带性植被为寒温性针叶林，以兴安落叶松林最为典型，约占该区森林分布面积的50%左右。

2 研究方法

2.1 数据调查 本研究所用数据来自于大兴安岭东部林区第6次森林资源复查资料，这次复查是以宏观森林资源现状与动态为目的，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法。大兴安岭东部林区地面样地点间距8km×8km布设，共设1 307块。从中抽取30块样地资料作为本研究的数据来源。

样地布设形状为矩形0.06hm2（10m×60m），按照样地单双号规定（单号中心线方向东西、双号中心线南北方向），从样地中心点向2个方向各丈量水平距30m，钉设十米桩和端点桩。以样地中心线上的中心桩、十米桩和端点桩为中心，向两侧垂直方向各丈量5m水平距，钉设样地边桩，构成0.06hm2（10m×60m）的矩形样地。

树高测定：对于乔木林样地，根据样木平均胸径，选择主林层优势树种平均样木3株，用测高仪测定树高，读数记到0.1m；每木检尺：一律采用钢卷尺和卡尺，读数记到0.1cm；年龄：采用生长锥测定。本研究由于地径及不同树高处直径、树高、年龄等因子的需求，部分样木取样采用在样地周围选设树木进行伐倒进行测量，以确定数据的准确性。

2.2 分析方法 R/S分析法是研究时间序列规律性的十分重要的方法，被应用到许多研究领域[3-5]。为便于研究，本文仅以落叶松解析木数据为研究基础，应用此方法对树木直径生长时间序列进行分析，并且建立树木生长预测的线性、幂指数模型。

3 树木直径生长的时间序列分析

将图1～3作趋势线分析，相关系数在0.90以上。可见，随着树木年龄的增加，其H指数值也随之增加。同时由图1～3中可见，树木在相同年龄段内，H指数的值很相近，说明树木直径的生长时间序列具有一定的规律性，都存在着[RS]关系。

4 直径生长预测模型的建立

线性模型为：[y=0.00282x+0.41785]

相关系数[R=0.987]，剩余标准差[S=0.0066]，说明模型拟合得很精确。表明落叶松树木直径生长H指数值与时间序列呈线性关系，若已知树木生长年龄，即可算出该时间处的H指数值。

4.2 幂指数回归模型 进行幂指数回归分析，结果见图5。

树木直径生长的变化规律。该模型可以预测落叶松树木直径在未来几年的生长趋势。

5 结论与讨论

本文得到了2个H指数的线性及幂指数回归数学模型，相关系数均在0.97以上，说明拟合效果非常明显。2个模型均表明，只要输入树龄，就可以预测出落叶松解析木在该年份的H指数值，反之，如果知道了确切的H指数值，即可计算出相应的树龄。R/S分析法是进行落叶松树木直径生长分析的重要方法，能够定量模拟落叶松树木直径生长的动态变化。林业生产者可以有效利用该研究成果。进行树木直径生长的预测，以预测结果为参照，根据树木直径生长的状况判断树木所处的生长环境及经营措施是否合理，及时调整生产方式、方法，使生产效益达到最佳。由于如观察资料误差等系统内部随机因素的存在，致使模型具有一定的不稳定性，因此，今后应不断探索落叶松直径生长规律，提高模型的精度与稳定性，对于林业生产经营具有十分重要的意义。

参考文献

[1]孟伟，陈彩虹，胡焕香，等.桂花林场南酸枣全林分直径生长模型的研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33（5）：26-29.

[2]刘洋，亢新刚，郭艳荣.长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型：以云杉为例[J].东北林业大学学报，2012，40（2）：1-4.

[3]张殷钦，胡伟，刘俊民，等.基于R/S分析法的地下水位动态变化趋势分析[J].中南大学学报（自然科学版），2012，43（12）：4913-4916.

[4]王孝礼，胡宝清，夏军，等.水文时序趋势与变异点的R/S分析法[J].武汉大学学报（工学版），2002，35（2）：10-12.

[5]樊毅，李靖，仲远见，等.基于R/S分析法的云南干热河谷降水变化趋势分析[J].水电能源科学，2008，26（2）：24-27.

[6]吴怀宇.时间序列分析与综合[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

（责编：张宏民）endprint

摘 要：为更好地对落叶松林进行经营，以落叶松解析木为研究对象，应用R/S分析法对落叶松树木直径生长进行了分析。结果表明，树木直径生长具有一定的规律性；同时建立了以树木年龄为自变量，H指数为因变量的线性模型与幂指数模型，模型相关系数均≥0.97，表明拟合效果明显，可以用来预测直径的生长。此研究结果对于落叶松林的经营具有十分重要的指导意义，也为后续的研究奠定了一定的基础。

关键词：落叶松；解析木；直径生长；时间序列；预测模型

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）16-81-03

树木直径的变化，可以作为评价树木生长的立地条件、经营措施优劣的重要指标之一。在掌握树木直径生长规律的基础上，采取适当的经营管理措施，可以有效地改善林木的生长状况，取得较好的经济效益。大兴安岭林区位于寒温带，受特殊的地理环境影响，致使本区域的树木生长具有十分明显的地域特征。自天保工程实施以来，该林区木材生产量逐年下降，生产方式也逐渐转型，主要以营林为主，速生、优质、高产成为林业工作者的工作目标。因此，分析和研究林木的生长规律，实施高效合理的经营措施，进而改善树木的生长状况，提高生长量，已经成为林业科研工作者的研究重点。

在树木直径生长研究方面，林业科研工作者已经进行了大量的工作。如孟伟[1]等利用回归分析法对湖北省国营桂花林场南酸枣的全林分直径生长过程进行了分析与探讨，并建立了相应的数学模型；刘洋[2]等建立了长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型，等等。这些研究所提供的方法和成果，对于大兴安岭林区树木直径生长规律的研究具有十分重要的借鉴意义。本文拟通过对落叶松林木直径生长的时间序列进行分析，探索其生长规律，为本区域落叶松林的人工经营提供理论依据。

1 研究区概况

大兴安岭林区（49°20′～53°30′N，119°40′～127°22′E）为国有大型用材林基地，山势和缓，海拔约700～1 000m。本区域地处我国最寒冷地区，具大陆性寒温带气候，其冬季寒冷、晴朗、少雪而漫长；春季5～6月由于受蒙古干旱风影响，表现出明显的气候干旱（高温、低湿和大风）。广泛分布的土壤为棕色泰加林土。地带性植被为寒温性针叶林，以兴安落叶松林最为典型，约占该区森林分布面积的50%左右。

2 研究方法

2.1 数据调查 本研究所用数据来自于大兴安岭东部林区第6次森林资源复查资料，这次复查是以宏观森林资源现状与动态为目的，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法。大兴安岭东部林区地面样地点间距8km×8km布设，共设1 307块。从中抽取30块样地资料作为本研究的数据来源。

样地布设形状为矩形0.06hm2（10m×60m），按照样地单双号规定（单号中心线方向东西、双号中心线南北方向），从样地中心点向2个方向各丈量水平距30m，钉设十米桩和端点桩。以样地中心线上的中心桩、十米桩和端点桩为中心，向两侧垂直方向各丈量5m水平距，钉设样地边桩，构成0.06hm2（10m×60m）的矩形样地。

树高测定：对于乔木林样地，根据样木平均胸径，选择主林层优势树种平均样木3株，用测高仪测定树高，读数记到0.1m；每木检尺：一律采用钢卷尺和卡尺，读数记到0.1cm；年龄：采用生长锥测定。本研究由于地径及不同树高处直径、树高、年龄等因子的需求，部分样木取样采用在样地周围选设树木进行伐倒进行测量，以确定数据的准确性。

2.2 分析方法 R/S分析法是研究时间序列规律性的十分重要的方法，被应用到许多研究领域[3-5]。为便于研究，本文仅以落叶松解析木数据为研究基础，应用此方法对树木直径生长时间序列进行分析，并且建立树木生长预测的线性、幂指数模型。

3 树木直径生长的时间序列分析

将图1～3作趋势线分析，相关系数在0.90以上。可见，随着树木年龄的增加，其H指数值也随之增加。同时由图1～3中可见，树木在相同年龄段内，H指数的值很相近，说明树木直径的生长时间序列具有一定的规律性，都存在着[RS]关系。

4 直径生长预测模型的建立

线性模型为：[y=0.00282x+0.41785]

相关系数[R=0.987]，剩余标准差[S=0.0066]，说明模型拟合得很精确。表明落叶松树木直径生长H指数值与时间序列呈线性关系，若已知树木生长年龄，即可算出该时间处的H指数值。

4.2 幂指数回归模型 进行幂指数回归分析，结果见图5。

树木直径生长的变化规律。该模型可以预测落叶松树木直径在未来几年的生长趋势。

5 结论与讨论

本文得到了2个H指数的线性及幂指数回归数学模型，相关系数均在0.97以上，说明拟合效果非常明显。2个模型均表明，只要输入树龄，就可以预测出落叶松解析木在该年份的H指数值，反之，如果知道了确切的H指数值，即可计算出相应的树龄。R/S分析法是进行落叶松树木直径生长分析的重要方法，能够定量模拟落叶松树木直径生长的动态变化。林业生产者可以有效利用该研究成果。进行树木直径生长的预测，以预测结果为参照，根据树木直径生长的状况判断树木所处的生长环境及经营措施是否合理，及时调整生产方式、方法，使生产效益达到最佳。由于如观察资料误差等系统内部随机因素的存在，致使模型具有一定的不稳定性，因此，今后应不断探索落叶松直径生长规律，提高模型的精度与稳定性，对于林业生产经营具有十分重要的意义。

参考文献

[1]孟伟，陈彩虹，胡焕香，等.桂花林场南酸枣全林分直径生长模型的研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33（5）：26-29.

[2]刘洋，亢新刚，郭艳荣.长白山主要树种直径生长的多元回归预测模型：以云杉为例[J].东北林业大学学报，2012，40（2）：1-4.

[3]张殷钦，胡伟，刘俊民，等.基于R/S分析法的地下水位动态变化趋势分析[J].中南大学学报（自然科学版），2012，43（12）：4913-4916.

[4]王孝礼，胡宝清，夏军，等.水文时序趋势与变异点的R/S分析法[J].武汉大学学报（工学版），2002，35（2）：10-12.

[5]樊毅，李靖，仲远见，等.基于R/S分析法的云南干热河谷降水变化趋势分析[J].水电能源科学，2008，26（2）：24-27.

[6]吴怀宇.时间序列分析与综合[M].武汉：武汉大学出版社，2004.

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