秃杉、厚朴树冠圆满度与主要测树因子的关系

廖先金

(连城邱家山国有林场，福建 连城 366300)

秃杉、厚朴树冠圆满度与主要测树因子的关系

廖先金

(连城邱家山国有林场，福建 连城 366300)

对福建省连城邱家山国有林场经营区的秃杉、厚朴的树冠圆满度与胸径、树高、材积、形数等指标的关系进行调查研究。结果表明：2个树种的树冠圆满度均与胸径、树高、材积呈负相关，与形数呈正相关。其中秃杉的树冠圆满度与树高、材积相关关系显著，而与胸径、形数无显著相关关系；厚朴的树冠圆满度与胸径、树高、材积、形数均无显著相关关系。秃杉树冠圆满度的大小对秃杉生长影响较大，而对干形影响较小；厚朴树冠圆满度对其生长和干形影响均较小。

秃杉；厚朴；树冠圆满度；胸径；树高；材积

树冠调配着林分中太阳能的分配、养分循环、降雨量的分配等，对树木的生长具有重要的作用。树冠不仅对林分下层动植物群落的结构、组成和变化有着重要影响，而且作为光合作用主要场所，其大小和健康与否也决定了树木的生长活力和生产力的大小[1]，因此树冠不仅在树木生长过程中起着非常重要的作用，而且树冠大小也反映了林木长期的竞争水平[2]。

树冠圆满度(Crown-fullness ratio)是树冠的冠幅与树冠长度(高度)之比，树冠圆满度的大小不仅可以反映林分造林密度的适宜度及造林立地条件的优劣，而且通过林木树冠圆满度可以看出树木的长势情况等[3]。因此，树冠圆满度与冠幅、冠长率、冠积、郁闭度、树冠等竞争因子一样，是反映个体生长空间和林分郁闭度的重要因子[4]。一般情况下，在林分郁闭之前，林木基本处于自由生长状态，此时树冠圆满度较大，当林分郁闭之后，随着竞争的加剧，林木会自动调整本身的冠枝量，其树冠变得相对狭长，其树冠圆满度变小[5]。

秃杉(Taiwaniacryptomerioides)和厚朴(Magnoliaofficinalissubsp.biloba)是连城邱家山国有林场经营区主要树种，多年来林业人员对这2个树种从造林技术到经营管理研究较多，但是针对树冠圆满度研究较少。因此，于2015年9月对这2个树种的树冠圆满度与其胸径、树高、材积、形数等指标的关系进行调查和研究，以便为森林资源的管理及经营利用提供参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 试验地概况

试验地位于连城邱家山国有林场经营区(东经116°57′38″、北纬25°41′16″。) 林场地形地貌系武夷山脉南麓的中山、低山地貌类型，但经营区整体山场海拔较高，最高的鸦鹊岽海拔1684 m，其中海拔800 m以上山场面积4743.2 hm2，占经营总面积的51.3%。该地区属中亚热带海洋性气候，雨量充沛，冬冷无严寒，夏热无酷暑，气候温暖，春季多雨，秋冬少雨。年均气温18.8 ℃，年均日照时间1915.9 h，年均降水量1600～2200 mm，年均无霜期282 d。土壤以水化红壤为主，其次为山地红壤和黄壤，成土母岩多为花岗岩和沙岩风化形成，在海拔1000 m以下的山地红壤土层深厚、疏松，腐殖质层含量中等，立地条件一般；海拔1000 m以上的土壤立地条件较差。

1.2 研究方法

1.2.1 标准木选取 本研究选取连城邱家山国有林场经营区的14年生秃杉、厚朴林。在2个林分中选取阴坡和阳坡2个坡面，按上、中、下坡各设置1个20 m×20 m的样地，每木检尺测量样地内林木的胸径，以平均胸径为标准，选取标准木。在秃杉林阴坡面的上、中、下3个部位分别选取6株、8株、7株标准木作为研究对象，在阳坡面的上、中、下3个部位分别选取5株、6株、7株标准木作为研究对象；在厚朴林阴坡面的上、中、下3个部位分别选取8株、6株、6株标准木作为研究对象，在阳坡面的上、中、下3个部位分别选取6株、6株、5株标准木作为研究对象。

1.2.3 模型拟合方法 参照徐成立等[6]的拟合方法，拟合树冠圆满度与树高、胸径、形数、材积的相关关系。

2 结果与分析

秃杉和厚朴的胸径、树高、形数、材积和树冠圆满度平均值分别见表1、表2。根据表1和表2数据制作散点图，由于胸径和单株材积的数值较小，所以将胸径值和秃杉单株材积分别乘以10，将厚朴单株材积值分别乘以100后作图。

2.1 树冠圆满度与胸径的相关性

树冠圆满度与胸径相关关系(图1、图2)表明，随着树木树冠圆满度的增大树木胸径逐渐减小，秃杉拟合模型为：D=2.32e-0.7126Rc，R=0.2974；厚朴拟合模型为：D=0.8816e-0.0077Rc，R=0.1341。但相关关系均不显著(P>0.05)。

表1 秃杉胸径、树高、形数、材积和树冠圆满度平均值

表2 厚朴胸径、树高、形数、材积和树冠圆满度平均值

图1 秃杉树冠圆满度与胸径的相关关系图2 厚朴树冠圆满度与胸径的相关关系

2.2 树冠圆满度与树高的关系[14]

由图3、图4可知，随着树冠圆满度的增大树高逐渐减小，其中秃杉的拟合模型为：D=24.861e-1.6703Rc，R=0.8516，树冠圆满度与树高相关关系显著(P<0.05)；而厚朴的拟合模型为：D=9.0499e-0.367Rc，R=0.1023，树冠圆满度与树高指数关系并不显著(P>0.05)。

图3 秃杉树冠圆满度与树高的相关关系图4 厚朴树冠圆满度与树高的相关关系

2.3 树冠圆满度与形数之间的关系

本研究以胸高形数作为秃杉和厚朴的干形指标。从这2个树种树冠圆满度与形数的关系上看(图5、图6)，随着树冠圆满度的增加，形数也在增大。其中秃杉的拟合方程为：f=0.1446Rc2-0.1085Rc+1.5192，R=0.0455；厚朴的拟合方程为：f=0.5824Rc2-0.701Rc+1.3401，R=0.0624。但秃杉、厚朴的树冠圆满度与形数的相关关系均不显著。

图5 秃杉树冠圆满度与形数的相关关系图6 厚朴树冠圆满度与形数的相关关系

2.4 树冠圆满度与材积的关系

树干材积是断面积、树高和干形综合影响的结果。由图7、图8可知，秃杉和厚朴的树冠圆满度与材积呈负指数关系，即随着树冠圆满度的增加树干材积逐渐减小。其中秃杉的拟合方程为：D=15.401e-3.0478Rc，R=0.6196，秃杉树冠圆满度与树干材积呈明显的相关关系(P<0.05)；而厚朴的拟合方程为：D=6.3061e-0.1515Rc，R=0.0579，厚朴树冠圆满度与树高无明显的相关关系(P>0.05)。

图7 秃杉树冠圆满度与材积的相关关系图8 厚朴树冠圆满度与材积的相关关系

3 结论与讨论

许多学者通过对树冠大小的研究来预测树木的生长空间、林木的生长潜力，以此来分析林分的空间结构和竞争水平。如徐成立等[6]认为树冠圆满度与林木直径生长和树干形状有着密切的关系，树冠圆满度能够在一定程度上反映林木占有空间的能力，从而反映出林木所处的竞争。Bechtold[7]采用多元线性回归的方法建立美国西部53个树种的冠幅预估模型，认为胸径是预估林木冠幅的重要指标；国内学者雷相东等[8]采用多元逐步回归的方法建立长白落叶松、红松、云杉等9个树种的冠幅模型，模型的自变量不仅包括林木因子，同时引入了林分密度等林分因子，结果表明胸径和林分密度对所有树种的冠幅均有显著影响。本研究中秃杉和厚朴的树冠圆满度与其胸径呈负指数关系，其相关指数(R)：秃杉为0.2974、厚朴为0.1341。

本研究中秃杉的树冠圆满度与树高呈负指数关系，且相关关系显著，厚朴的树冠圆满度与树高呈负指数关系，相关性不显著。但均呈随着树高的增加，其树冠圆满度逐渐变小。树冠的长度本身即是树木高度的一部分，生长于郁闭林分中的树木虽然受到自然整枝或人工修枝的影响，但树冠的绝对长度比幼龄时期长，因此随着树高的增加，树冠圆满度逐渐变小。

本研究中将胸高形数作为树木的干形指标。由于树木的生长环境不尽相同，其干形之间差别较大，一般来讲“孤立之木”的树冠比较大，树干较尖，而生长于林分中的树木，树冠较小，树干比较饱满。因此树冠的大小对树干干形的影响较大。本研究表明随着树冠圆满度的增加，形数也在增大，但秃杉和厚朴的树冠圆满度与形数的相关关系没有达到显著水平[15]。

Hamilton[9]认为树冠体积的增长与林木的材积生长有着显著的相关性，云杉树冠体积的生长量占材积生长量变化量的80%；Zarnoch等[10]认为与其它绝对指标相比，树冠体积、树冠表面积和树冠生产效率能够更好地对森林的健康进行评价，能够更好地量化整个树冠；余雪标等[11]对桉树人工林的生长特性与树冠结构特征的关系进行研究，认为树冠体积与表面积是林木单木材积生长的最主要因素。本研究中，秃杉和厚朴的树冠圆满度与材积呈负指数关系，即随着树冠圆满度的增加树干材积逐渐减小。但秃杉树冠圆满度与树干材积呈明显的相关关系(P<0.05)，而厚朴的树冠圆满度与树高无明显的相关关系(P>0.05)。

[1]公宁宁，马履一，贾黎明，等.不同密度和立地条件对北京山区油松人工林树冠的影响[J].东北林业大学学报，2010，38(5)：9-12.

[2]Biging G S，Dobbertin M.A comparison of distance-dependent competition measures for height and basal area growth of individual conifer trees[J].Forest Science，1992，38(3)：695-720.

[3]王国芬.朝阳地区2树种树冠圆满度与主要生长指标的关系[J].防护林科技，2014(4)：45-46.

[4]陈东来.冠积木生长中的作用及对生长的影响[A].北京：中国林业出版社，2002.

[5]北京林业大学.测树学[M].北京：中国林业出版社，1986.

[6]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(3)：45-48.

[7]Bechtold W A.Largest-crown-width prediction models for 53 species in the western United States[J].Western Journal of Applied Forestry，2004，19(4)：245-251.

[8]雷相东，张则路，陈晓光.长白落叶松等几个树种冠幅预测模型的研究[J].北京林业大学学报，2007，28(6)：75-79.

[9]Hamilton G J.The dependence of volume increment of individual trees on dominance，crown dimensions，and competition[J].Forestry，1969，42(2)：133-144.

[10]Zarnoch S J，Bechtold W A，Stolte K W.Using crown condition variables as indicators of forest health[J].Canadian Journal of Forest Research，2004，34(5)：1057-1070.

[11]余雪标，徐大平，龙腾，等.连栽桉树人工林生长特性和树冠结构特征[J].林业科学，2000，36(1)：137-142.

Relationship Among Crown-fullness Ratio and Major Growth Indicators ofTaiwaniacryptomerioidesandMagnoliaofficinalissubsp.biloba

LIAO Xian-jin

(NationalForestFarmofLianchengQiujiashan，Liancheng366300，Fujian，China)

The relationship ofTaiwaniacryptomerioidesandMagnoliaofficinalissubsp.bilobaamong crown-fullness ratio of two species and theirDBH，tree height，volume，slenderness coefficient were investigated.Result shows that：crown-fullness ratio of two species which is inversely correlated withDBH，tree height，volume and is positively correlated with slenderness coefficient.But the crown-fullness ratio ofTaiwaniacryptomerioideshave significantly correlated with tree height and volume；which has no significantly correlated with DBH and slenderness coefficient.But the crown-fullness ratio ofM.officinalissubsp.bilobahas no significantly correlated with DBH，tree height，volume and slenderness coefficient.The size of the crown-fullness ratio have great impact in growth ofTaiwaniacryptomerioidesand have less impact on its stem form.But have less impact in growth and stem form ofM.officinalissubsp.biloba.

Taiwaniacryptomerioides；Megnoliaofficinalissubsp.biloba；crown-fullness ratio；DBH；tree height；volume

2015-11-12；

2016-01-23

廖先金(1974—)，男，福建长汀人，连城邱家山国有林场工程师，从事营林管理工作。E-mail：ctlxjcd@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.043

S758.5

A

1002-7351(2016)03-0203-05