光皮桦优树及苗木选择的Fuzzy综合评判分级

毕 宁，周 聿，周应书，何忠国，刘崇欣

（贵州省毕节市林业科学研究所，贵州 毕节551700）

光皮桦（Betula luminifera）为桦木科桦木属落叶大乔木，是耐干旱瘠薄、速生，对病虫害较有免疫力的造林先锋树种。其木材淡褐色至红褐色，具有闪亮的表面和光滑的机理，力学强度大，富有弹性，吸湿性大，花纹明晰易加工，切面光滑，油漆和胶合性能好，所制家具光滑耐磨。由于光皮桦飞籽成林快，造少量光皮桦应能自然形成大片树林，是贵州近年来大力推广的优良乡土造林速生树种和荒山造林的先锋树种。毕节分布有结实良好、干形通直圆满、抗寒能力强的成片光皮桦林分，可为贵州光皮桦人工造林提供优质种子。因此在毕节开展了光皮桦优树选择，应用Fuzzy线性加权变换模型，对桦木优树及苗木进行分级评定，以提高选育效果。

1 材料与方法

1.1 优树选择

在毕节市各县（区）采用“五株优势木对比法”，开展光皮桦优树选择。在不同林龄的天然林中，通过目测，然后进行实地调查，选择枝下高最高、树干从基部到顶部通直圆满（无弯曲、尖剥度小）、树皮薄、无树瘤、不开叉，不并蔸、主干分叉较高、分枝角小和生长势旺盛、未遭受病虫危害、风折和雪压之害、正常结实的林木作为待选优树。然后以待选优树为中心，半径为20 m的范围内，选取5株仅次于候选优树的个体作为优势木，分别测定候选优树、优势木的生长指标和形质指标，以优势木各项指标的均值作为评选优树的标准，确定候选优树。

候选优树确定后，分别调查测量地径、胸径、树高、枝下高、冠幅、胸径处树皮厚度（实测值，采用螺丝刀在优树胸径处的4个方向插入至木质部的厚度均值作为树皮厚度）、最粗侧枝基径和分枝夹角度数。并对干形、冠高比和分枝情况进行评分。

1.2 优树与苗木的Fuzzy综合评价分级

Fuzzy综合评价是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清，不易定量的因素定量化，进行综合评价的一种方法。在桦木优树与苗木的评选分级中，涉及到大量的复杂和多种因素的相互作用，而且评价中存在大量的模糊现象和模糊概念。因此，运用Fuzzy综合评价法，能提高桦木选优及培育效果。

采用Fuzzy加权变化模型综合评价评定桦木优树。因本次选优是在不同地点不同树龄的天然林分中选择候选优树，其生长指标不具有可比性，固以桦木的形质表现、苗木的高度和地径作为主要评定指标。

1.2.1 优树的Fuzzy线性加权变换分级模型

根据对候选优树的干形、冠高比、侧枝3项指标的性状进行调查和测量，干形按3～5分、冠高比按2～3分、侧枝按1～2分，对各项候选优树各项指标按其性状的优劣程度进行评分。然后按其各项指标的综合得分，从高到低划分为3段，定为优、良、一般3级。光皮桦形质评判指标因素集：

评判结果集为：

经比较分析，给定干形，冠高比，侧枝等评价指标对U对V的隶属函数为：

式中：a1为所有各评价指标优树选择标准的最小值，a2为各评价指标的最大值。

将各优树的评判指标值按隶属函数计算出相应的隶属度，组成Fuzzy矩阵C。按对候选优树干形、冠高比、侧枝等指标的评分结果，计算出各项指标的平均分数及占总分数的比例，经综合权衡后进行归一化调整，组成其权重向量：

得到桦木优树形质因素的综合评价结果为：

1.2.2 苗木的Fuzzy线性加权变换分级模型

对一年生实生苗进行生长状况调查，测量苗木的苗高和地径，计算年平均生长量和平均地径，作为苗木分级的评价指标。根据年平均生长量、平均地径与苗木等级间的关系及重要性，采用Fuzzy线性加权综合评价法进行分级。评价指标因素集：

苗木评判结果集：

经比较分析，给定年平均生长量、平均地径等评价垢优质隶属度函数为：

式中：b1为所有优质苗木各评价指标选择标准的最小值，b2为最大值。

将各评价指标值相应的隶属函数计算出隶属度，组成矩阵D。以年平均生长量为主要评价指标，根据测量数据统计、并时行归一化处理，综合考虑适当调整后组成权重向量：

得出各类苗木分级的综合评判结果为：

根据分级评判结果，E＞0.845为Ⅰ级，E＝0.5≤E≤0.845的桦木苗为Ⅱ级，E＜0.5的为Ⅲ级。

2 结果与分析

2.1 优树选择

本次选择工作分别在毕节市赫章、金沙、黔西、大方、百里杜鹃等县区不同树龄的天然混交林内通过“五株选优法”，共计选出39株候选优树，采用Fuzzy线性加权综合评价法评定桦木优树。按照建立的Fuzzy模型，以其形质特征表现作为评价指标，评选出形质特征表现为优的优树3株，具有良好表现的优树22株，一般表现的14株。评价结果见表1。

表1 桦木优树Fuzzy综合评价评判结果

在进行Fuzzy优树评定时，主要分析了形质特征，以其中的干形指标作为主要评价指标，而冠高比及侧枝粗细程度作为辅助指标，因而所评定的具有良好表现的优树都具有树干通直程度较高的特点。从另一个角度反映了优树的生长状况及生存能力都相对较强。

图1 平均地径排序

图2 年平均生长量排序图

2.2 苗木分级

通过对一年生桦木优树苗木的调查，平均地径生长排序见图1。

一年生桦木优树苗木的平均地径生长排序见图2。

对2个图的表现形式进行观察和分析，不同苗木号的苗木表现具有一定的差异性，高生长速度较快的，其地径不一定理想。因此按照Fuzzy线性加权综合评价模型，对43个不同优树实生苗进行综合评判分级，分级结果 R＝｛1，0.596，0.517，0.828，0.373，0.389，0.574，0.7，0.5，0.629，0.369，0.752，0.36，0.343，0.275，0.792，0.321，0.511，0.307，0.69，0.62，0.618，0.227，0.285，0.203，0.526，0.259，0.322，0.515，0.643，0.175，0.172，0.555，0.422，0.156，0.275，0.143，0.295，0.097，0.535，0.248，0.391，0.26｝。

据此按由高到低的顺序对桦木苗进行排序，得Ⅰ级桦木苗1个，苗木号哲庄3号；Ⅱ级桦木苗19个，Ⅲ级苗21个。

通过Fuzzy评判结果与实际测量值的比较，只有一个苗木号（哲庄3号）的表现2项结果一致，而其他苗木都有所不同，Fuzzy评判是在对2个评价指标进行综合考虑的基础上确定的，其评价的结果比较客观，对苗木的选优具有重要意义。

3 结论与讨论

光皮桦是毕节市优良的乡土树种，运用Fuzzy线性加权综合评判法，评定桦木优树和对一年生桦木实生苗进行分级，综合考虑不同因素对于优树等级和苗木等级共同作用的影响，取值范围广，将质化的指标量化后，减少主观因素的影响，具有较强的客观性，选优效果较好。但也存在着不足，即在进行Fuzzy评价时，权重的选择受人为因素的干扰较重，而且权重的不同选择，直接影响选择的结果，不同的权重可能得出不同的结果。因此要克服人为因素的干扰，需要不断探索权重的确定方法，从而扩大Fuzzy评价法在桦木选优及苗木定级中的应用。

［1］周应书，王敏，刘崇欣.板栗优株选择及无性系测定研究［J］.种子，2007，26（3）：4043.

［2］周应书，王敏，刘崇欣.核桃优株选择及无性系测定的Fuzzy分级研究［J］.湖北农业科学，2009（2）：369373.