枝下高与树干干形关系的研究

赵国华

（承德市滦平国有林场管理处金沟屯林场，河北 滦平 068252）

枝下高与树干干形关系的研究

赵国华

（承德市滦平国有林场管理处金沟屯林场，河北 滦平 068252）

该文利用3块桦树标准地的79棵标准木和3块山杨标准地的70棵标准木材料，研究了2个树种枝下高与干形指标间的关系。结果表明：山杨与桦树的带皮和去皮干形指标虽然有差别，但是差别并不明显。桦树和山杨带皮和去皮的胸高形数和胸高形率均随枝下高的增加而逐渐变小，也有一定的波动性。

枝下高；树干干形；树木的发育；桦树；山杨

枝下高（冠下高）是指树干上第一个一级干枝以下的高度。由于各树种的遗传特性的差异，其枝下高各不相同。即便是相同树种，也因生长环境的不同，其枝下高差异也非常大。一般来说，孤立木或生长空间较大的树木枝下高比较低，其树木较尖削［1］，而生长在比较密的林分中的树木，因竞争而表现的自然整枝现象明显，其枝下高相对比较高，其树干比较通直饱满，可见枝下高对树干的影响是比较明显的［2］。因此研究枝下高与树干干形关系及变化规律，对森林资源的合理经营和科学管理具有十分重要的现实意义。

1　研究区域的水文概况

研究地区位于河北省承德市林场，承德是河北省省辖市，地处河北省东北部，滦河与武烈河交汇处。位于东经115°54′～119°15′，北纬40°11′～42°40′，处于华北和东北两个地区的连接过度地带。属温带大陆性季风型山地气候，四季分明。冬天虽然寒冷，但由于四周环山，阻滞了来自蒙古高原寒流的袭击，故温度要高于同纬度其他地区；夏季凉爽，雨量集中，基本上无炎热期。春季干旱少雨；夏季温和多雷阵雨；秋季凉爽，昼夜温差大、霜害较重；冬季寒冷少雪。年日照时数2400h，年平均气温的分布是由北向南升高，平均6.4℃，无霜期110d左右。平均气温年变化特征是：从2月份起温度逐月升高，7月为最热月，8月份温度开始下降，1月份为最冷月。多年平均降雨量402.3～882.6mm，南部627.1～882.6mm；中部501.0～609.1mm；北部为402.3～515.4mm；坝上411.6～514.0mm。承德地区属季风气候区，冬季12～2月以偏北风为主，夏季6～8月以偏南风为主，春秋两季是这两种气流的转换季节，春季接近夏季情况，秋季则近于冬季。除静风外，年最多风向为西南和西北。年平均风速为1.4～4.3m/s。

2　研究材料与方法

2.1研究材料

采用典型选样的方法，在河北省承德市金沟屯林场的桦树天然次生林和山杨天然次生林，共设置6块标准地（其中桦树标准地3块，山杨标准地3块），在标准地中选取149株样木，其中桦树样木为79株，山杨的样木为70株。测量每株样木的胸高直径、树高、冠长。并按区分求积方法量取各区分段的带皮直径和去皮直径，计算每株树木的材积。

2.2研究方法

2.2.1树干干形指标

（1）计算胸高形数。根据胸高形数的定义，即：f1.3=V/g1.3h计算。

式中V—树干材积；g1.3—胸高断面积；h—树高。

（2）计算带皮和去皮胸高形率［3］。根据胸高形率，即：q2=d1/2/d1.3计算。

式中d1/2—树高1/2处的直径；d1.3—胸高直径。

以各径阶的枝下高和树干干形指标的平均值以及各径阶的平均值，分析各树干干形指标与枝下高的相关关系。

2.2.2计算枝下高相对值

（3）计算枝下高相对值；分析不同枝下高树干干形的差异和变化规律。按Ph枝=（h枝/h）%

式中h枝—枝下高；h—树高；Ph枝—枝下高相对值。

3　结果与分析

3.1桦树枝下高对树干干形的影响

桦树在寒温带至亚热带一定海拔高度范围的山地均有分布，说明桦树是一个分布较广的树种。根据样木的实测资料，按照区分求积方法和公式（1）、（2）、（3），分别计算树干的带皮材积（V带）、去皮材积（V去）、带皮形数f1.3、带皮形率（q2带）、去皮形率（q2去）、枝下高相对值（见表1），并绘制干形指标与枝下高的相关关系图（见图1、图2）。

表1　桦树各测树因子情况

图1　桦树胸高形数变化

图2　桦树胸高形率变化

从表1和图1、图2可知：桦树枝下高的变化范围为2.3～8.2m，平均为5.5m，变异系数为35.80%；相对枝下高的变化范围为53.03%～64.57%，平均为57.69%，变异系数为6.00%；带皮胸高形数的变化范围为0.410～0.682，平均为0.519，变异系数为13.74%；带皮形率的变化范围为0.53～0.83，平均为0.69，变异系数为9.94%；去皮形率的变化范围为0.53～0.83，平均为0.69，变异系数为9.95%。而随着枝下高的高度增加，无论是形数还是形率均有增加趋势，这与枝下高越高树干越通直饱满的客观观点不相符，但却与所采用的干形指标，胸高形数和胸高形率的特点，即随树高的增加而胸高形数与胸高形率逐渐变小的特性一致［4］。

3.2山杨干形的变化规律

山杨是一个落叶乔木树种，并且具生长快、用途广、适应性强、易繁殖的特点，是我国重要的用材树种之一，是高山水源涵养的重要树种。根据样木的实测资料，按照区分求积方法和公式（1）、（2）、（3），分别计算树干的带皮材积（V带）、去皮材积（V去）、带皮形数f1.3、带皮形率（q2带）、去皮形率（q2去）、枝下高相对值（见表2），并绘制干形指标与枝下高的相关关系图（见图3、图4）。

从表2和图3、图4可知：山杨枝下高的变化范围为5.5～9.3m，平均为7.6m，变异系数为15.33%；相对枝下高的变化范围为45.95%～62.90%，平均为58.81%，变异系数为7.96%；带皮胸高形数的变化范围为0.357～0.552，平均0.478，变异系数为10.27%；带皮形率的变化范围为0.54～0.81，平均为0.67，变异系数为8.83%；去皮形率的变化范围为0.53～0.74，平均为0.67，变异系数为8.41%。而随着枝下高高度的增加，无论是形数还是形率均有减小趋势，这与枝下高越高树干越通直饱满的客观观点不相符，但却与所采用的干形指标，即胸高形数和胸高形率的特点，即随树高的增加而胸高形数与胸高形率逐渐变小的特性一致。

表2　山杨各测树因子

图4　山杨胸高形率变化

4　结果与讨论

树干是一个较复杂的几何体，其树干的干形除受立地条件、年龄等因素的影响外，受到枝下高的影响也较大。

（1）桦树和山杨的带皮和去皮胸高形数和胸高形率虽然有差别，但差别并不明显。

（2）桦树和山杨带皮和去皮的胸高形数和胸高形率均随枝下高的增加而逐渐变小，也有一定的波动性。

（3）桦树和山杨的带皮和去皮的胸高形数和胸高形率均随着枝下高的高度增加有减小趋势，这与枝下高越高树干越通直饱满的客观观点［5］不相符，但与所采用的干形指标，即胸高形数和胸高形率的特点，即随树高的增加而胸高形数与胸高形率逐渐变小的特性一致。

［1］张保钢，杨伯钢.树木生长的可视化研究［J］.四川林勘设计，2011，（1）：34-37.

［2］徐成立，张景兰，陈东来.树冠圆满度对树木生长的影响及作用研究［J］.河北农业大学学报，2005，（28）：45-48.

［3］孟宪宇.测树学［M］.北京：中国林业出版社，1996：26-34.

［4］蒋伊尹，郎奎健，方怀龙.阔叶树干形主要成分的初步研究［J］.东北林业大学学报，1983，（1）.

［5］Hush B，Miller C I，Beers T W.Forest Mensuration ［M］.The Ronald Press Company·New York，1972：137-146.

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1002-3356（2015）05-0003-03

2015-03-09