太子山几种阔叶树种测树因子相关性分析

周欢 乐祥明 郭国志 周亚芹 任保义

摘 要： 以太子山常见的阔叶树种枫香树、麻栎及红果冬青为研究对象，采用SPSS分析胸径（ D ）与基部直径 （Di）、树高（H）与胸径（D）、冠径（Cw）与胸径（D） 等之间相关关系，结果表明：测树因子间存在极显著相关关系，各树种距离地面不同高处基径与胸径均呈线性相关，其中以 D-D 0.50模型拟合效果最好;树高与胸径、冠径与胸径也均为线性相关。

关键词： 阔叶树种;测树因子;回归模型

中图分类号：S758.5 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2022）01-0009-05

Correlation Analysis of Tree Measurement Factors of Several Broad-Leaved Tree Species in Taizi Mountain

Zhou Huan Le Xiangming Guo Guozhi Zhou Yaqin Ren Baoyi

（Hubei Provincial Taizi Mountain Forest Farm Management Bureau Jingmen 431822）

Abstract： Three common broad-leaved trees （ Liquidambar formosana，Quercus acutissimaandIlex rubra ） in Taizi Mountain were studied with SPSS software to establish correlations diameter breast-high（DBH） and basal diameter of stem（ Di ），height（ H ） and diameter breast-high（DBH），crown diameter（ Cw ） and diameter breast-high（DBH）.The results showed that tree-measurement factors were significantly correlated.All suitable regression models of D-D0.50 for three species were best，suitable models of H-D and Cw-D for three species were linears as well.

Key words： broad-leaved tree;tree-measurement factors;regression model

胸径、树高、冠径均可以直观地反应林木生长状况，在林业生产经营及调查中是重要的测树因子。探讨并建立测树因子间的相关关系，掌握常见树种树干基部的干形特征和生长规律，对于人工林的可持续经营、森林资源动态监测及生物量估测等均有重要作用[1-3]。一般地说来，不同立地及不同树种树干基部的形状很不规则，因而树干基部直径很少当作重要测树因子而被利用。但在特殊情况下，例如在滥砍滥伐案件现场、火烧迹地、采伐迹地上，树干基部直径就成为唯一的可测因子。通过对树干距离地面不同高处直径进行测量与分析，建立与胸径的回归关系，并通过树干基部直径来推测胸径的大小，可计算出单株立木材积，进而为毁林案件定性、采伐质量考核提供参考[4]。

本研究以太子山人工阔叶林中常见的阔叶树种枫香树、麻栎及紅果冬青为研究对象，通过实测数据进行多方程回归方程拟合以建立树干基部直径、树高、冠径与胸径之间相关关系[5]，并选择出适宜回归模型为编制各种调查和经营数表提供依据[6]，便于当地开展森林经营管理工作。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

湖北省太子山林场管理局位于湖北省荆门市京山市南部，属北亚热带季风气候区，年均气温16.4 ℃，年均降雨量1 094.6 mm，无霜期240 d，日照时数1 949.9 h。研究区地貌为低山丘陵区，海拔40.3～467.4 m，土壤类型以黄棕壤为主，典型地带性植被为人工针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶与落叶阔叶混交林。

1.2 数据采集

在湖北省太子山林场管理局下属石龙林场、王岭林场的成熟与近成熟人工阔叶林中，随机抽取样木，测量胸径（ D ）、树干距离地面不同高处直径（5 cm、10 cm、20 cm、30 cm及50 cm高度，记为 D 0.05、 D 0.10、 D 0.20、 D 0.30及 D 0.50）、冠径（ Cw ）和树高（ H ）。枫香树 Liquidambar formosana共测35株、麻栎Quercus acutissima 85株、红果冬青Ilex rubra35株，见表1。

1.3 数据处理与分析

用SPSS软件对3个树种各测树因子之间进行下列回归方程分析：树干胸径 （D）与距离地面不同高处直径（Di）、树高（H）与胸径（D）、冠幅（Cw）与胸径（D） ，对回归方程进行显著性检验。当多个回归方程达到显著性时，理论上选择决定系数R2值最大的方程作为其适宜回归模型[7-9]，在实际生产中尽可能选用简单的方程作为回归模型。所选的8种回归方程如下：

线性函数：y=a+bx;

对数函数：y=a+b ln x;

二次函数：y=a+bx+cx2;

三次函数：y=a+bx+cx2+dx3;

复合函数：y=a（bx）;

幂函数： y=axb;

增长函数： y= e a+bx;

指数函数：y=a e bx。

2 结果与分析

2.1 胸径与树干基部不同高度处直径相关分析

生产实践中，可以通过树干基部直径来估算胸径。因此，将树干基部直径（ Di ）作为自变量，胸径（ D ）作为因变量进行相关分析，结果如表2所示，可以看出，各树种树干基部直径与胸径均极显著相关。各树种5个 D-Di 回归模型 R 2值分别为0.946、0.932、0.848，均大于0.800。因线性模型拟合效果良好，且比其它模型简单实用，则选择线性方程作为适宜模型。3个树种 D-D 0.50回归模型 R 2值最大，表明 D 0.50与胸径模型拟合效果最好，因此 D-Di 适宜方程：枫香树;麻栎;红果冬青。

2.2 树高与胸径相关分析

以胸径（D）为自变量、树高（H）为因变量进行多方程相关分析，结果见表3，可以看出，各树种胸径与树高均极显著相关。虽然二次函数和三次函数的R2值大于其它模型R2值，但参数c与d值很小，没有实质性意义。综合考虑，选择线性方程作为H-D适宜回归模型，则枫香树为H=0.427D+6.417;麻栎为H=0.243D+15.194;红果冬青为H=0.728D+1.841。

2.3 冠径与胸径相关分析

以胸径（D）为自变量、冠径（Cw）为因变量，相关分析结果见表4，可以看出，各树种胸径与冠径均极显著相关。各模型R2值差别较小，因而选择结构相对简单的线性方程作为Cw-D适宜回归模型，即枫香树为Cw=0.168 D+0.325;麻栎为Cw=0.160 D+0.813;红果冬青为Cw=0.207 D+0.863。

3 结论与讨论

3个树种枫香树、麻栎、红果冬青的胸径与树干基部直径、树高与胸径、冠径与胸径均存在极显著相关关系，各树种测树因子间模型拟合虽然存在差异，但均现线性相关[10]。虽然树木生长与立地条件、造林密度、林龄等因素有很大关系，但树高和冠幅生长是有限的[11-12]。田红灯等研究表明，杉木冠幅生长高峰期为幼龄林和中龄林，而在近熟林后出现衰退[13]。本研究中测定的枫香树、红果冬青为成熟林，麻栎为近熟林，树冠因林分郁闭，生长受到限制，冠幅增长趋势减弱，与前人研究结果一致。

研究中所选出的适宜回归模型可用于编制林业调查和经营数表，为太子山阔叶树种干形评价与采伐量确定提供参考依据[14];树干基部直径与胸径回归模型的建立，可以通过伐桩估算林木损失量提供了便捷快速的途径，对抚育管理和林政执法工作有较大的指导意义。

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（责任编辑：郑京津）