长白山脉张广才岭自然保护区云杉冠幅模型的研究

摘要：本文以长白山脉张广才岭自然保护区为研究对象，通过选出标准样地中云杉为主要树种逐株进行冠幅预测的研究。包括胸径、冠幅等因素。研究云杉冠幅与胸径所成的关系。 结果：（1）云杉受林木胸径（DBH）等因子影响；（2）利用树冠预测模型对长白山脉张广才岭地区的云杉进行冠幅模型预测研究；（3）通过本研究，可以更好地解释云杉冠幅与胸径所成的关系，选择出最佳模型，从而得出冠幅是受林分变量所影响，通过增加林分变量，能够增加模型的拟合精度。

关键词：云杉；胸径；冠幅

中图分类号： S791.18 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.07.067

树冠是树木进行光合作用的主要场所，树木进行光合作用的面积和有机物传输的距离都需要通过树冠来进行体现，所以树冠反应了光合作用的效率，故树冠变量可以在某种程度上解释树木生长的结果，而且树冠的大小决定了树木的生产力和生长活力，并对林木的同化作用有十分重要影响，它是用来预估树木生长量的最基本的依据之一，另外研究树冠还有利于帮助林业工作者确定合理的经营措施，为树木和林分的优质生长提供较好技术支持。因此研究树冠对探讨林木的生长具有非常重要现实意义。

1 数据与方法

1.1 数据来源

本研究数据来自长白山脉张广才岭，以云杉为主要研究对象，通过选择不同的天然林类型，分别利用多块不同大小的标准地，标准地所在林分均是未经过采伐，生长正常。首先在

标准地内进行每木定位（确定x，y）并且逐株测定胸径、树高、第一活枝高和冠幅等主要测数因子（见表1 ）。通过探讨冠幅的分布规律和统计每块样地中每棵树的冠幅，以及在不同林分变量条件下冠幅所具有的规律。本研究为进一步探讨研究树木生长及经营模型以及树冠结构规律提供理论依据。

表1 云杉树木因子概况

1.2 研究方法

1.2.1冠幅模型 胸径、树高在冠幅模型的研究中都具有十分重要的意义，所以通过以下因子对模型进行检验，可以总结为如下模型：

（1）Y=a*X+B；

（2）Y=a*ln（X）+b；

（3）Y=a*X2+bX+c；

（4）Y=a*Eb*X；

其中：X——树木的胸径；Y——树木的冠幅；

1.2.2决定系数（R2）

2 结果与分析

以云杉的胸径为横坐标，以冠幅值为纵坐标，通过生成的散点图，建立预估计模型。通过对散点图的分布及趋势的观察，猜测直径——冠幅曲线类似线性模型、对数曲线、二次多项式曲线、指数曲线这几种模型方程。采用观察和对比的方法，进行数据拟合，得到相对应的模型估计方程。得到结果如下：

图1 线性模型

图2 对数曲线模型

图3 二项式曲线模型

图4 指数曲线模型

分别用直线、对数、二次多项式、指数模型方程来对云杉的直径——冠幅进行曲线拟合，从拟合效果可以看出，应用二次多项式模型的拟合效果要好于其他三种模型，于是，可以考虑在实际应用二次多项式模型来对云杉进行直径——冠幅关系的描述。并且可以看出，云杉特别适合用多项式模型来拟合，二次多项式得到的相关系数也高于其它模型，其对云杉相关系数的影响达到了0.1左右，这时，选择最合适的模型就显得格外重要。

本研究根据实测的30颗云杉的林分因子，利用excel软件对云杉冠幅与胸径这个变量的相关关系进行了分析。此模型为进一步研究冠幅提供了理论基础，但在实际调查中，调查数量的增多其准确性也可能会随着提高。因此可以通过此结论来研究冠幅，从而更好地来评价冠幅对长白山地区的影响。

从总体来看，采用多项式模型的拟合度要高于其他模型，证明树木冠幅和胸径的关系较适合用多项式模型来进行模拟。

3 讨论

以林分因子为变量，建立含有胸径、冠幅的预测模型，通过模型的相关分析可说明冠幅与胸径的关系；选取云杉为研究对象，利用excel软件对数据进行了分析拟合，结果表明模型表现了最好的准确性和精确性；文中所建立的冠幅预估计模型对云杉进行冠幅的分析统计，发现用多项式模型进行模拟得到的相关系数总体来说相对较高，因此可以利用这个模型来预估冠幅。另外，我们知道本文所建立的冠幅主要受林木变量和林分因子影响；虽然选择的样本数量比较少，但是达到了很好的拟合度，尤其是二次多项式模型，但可信度相对样本数较多的树种来说相对比较低。

参考文献

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[4] 葛建平，等.小兴安岭天然红松林种群结构的研究[J].东北林业大学学报，1990，18（06）：26-31.

作者简介：蒋衍合，黑龙江省大海林林业局，工程师，研究方向：采运工程。