西南桦人工林生长模拟及立地质量评价

发布时间：2018-12-11 11:25

【摘要】：西南桦(Betula alnoides)是我国热带、南亚热带地区的一个乡土珍贵用材树种,其生长迅速、材质优良,具有多种利用价值。近十余年来,我国西南桦种植业发展迅猛,其人工林面积已超过15万hm2。然而在快速发展过程中,由于缺乏对西南桦人工林立地类型划分和立地质量评价的系统研究,营林实践中未能贯彻适地适树原则,从而出现林木生长不良、林分生产力低下的现象。本研究以广西大青山林区(栽培早)和云南主要栽培区(中幼林面积大)的西南桦人工林为研究对象,通过大规模样地调查获取生长以及地形、土壤特性等立地因子信息,从树高与胸径关系、干形和树皮厚度3个方面探究西南桦的生长规律;运用数量化理论方法探索各立地因子对西南桦人工林生长的影响,筛选主导因子开展立地类型划分;应用导向曲线、差分方程(多形立地指数曲线)及数量化得分表等方法进行立地质量评价,为当前西南桦人工林的合理经营提供指导,亦为未来西南桦更大规模推广应用提供科技支持。本研究主要结果如下:(1)筛选出适于模拟西南桦人工林优势高-胸径、削度、树皮厚度的模型。基于广西和云南206个样地优势木信息以及部分样地优势木树干解析资料,选取11个树高-胸径模型、28个削度方程以及13个树皮厚度模型,通过模型拟合、参数检验、残差分析等筛选出一批拟合效果好的模型用于探究西南桦人工林生长规律。依据胸径可应用模型(?)估算优势高;(?)(可变参数削度方程Muhairwe 1999))适宜预估西南桦任意高度处直径;模型(?)以及dib=-0.147+0.933dob分别适于估算西南桦胸高处树皮厚度、任意高度处树皮厚度、相对树皮厚度、去皮直径4个树皮因子。(2)西南桦人工林对酸性、低钾、缺磷,贫瘠的土壤有较强的适应性。应用凭祥热林中心和云南主要栽培区西南桦林地土壤10项化学性质指标测定数据,依据土壤养分分级标准进行分级,基于主成分分析计算土壤肥力综合指数,通过聚类分析评价土壤肥力。热林中心西南桦林地土壤为强酸性,其有机质含量和全氮含量均处于中上水平,其它养分含量均处于中下水平,热林中心土壤肥力处于中下水平;云南栽培区土壤为酸性,其有机质、全氮和有效氮含量亦处于中上水平,全磷和有效磷含量处于低水平,速效钾含量处于中等水平,云南土壤肥力处于中等水平。总体而言,西南桦林地土壤酸度高、缺磷,肥力处于中下水平。(3)筛选出影响西南桦人工林生长主导因子并进行立地类型划分。针对热林中心和云南主要栽培区样地各地形因子和土壤理化性质分析结果,基于类目划分将数据(0,1)化,分别以立地指数和优势木年均高生长量为因变量,立地因子为自变量,应用数量化理论(40)方法探究影响西南桦生长的主导立地因子,依据简单实用和主导因子选择海拔、坡向、坡位3个因子,将热林中心西南桦人工林划分出16个立地类型,并得出西南桦在较高海拔以及阴坡、半阴坡立地的生产潜力较高;对于云南主要栽培区,筛选坡向、坡位和坡度3个因子,划分出31个立地类型,并发现西南桦在“阴坡、半阴坡—中下坡位—缓坡”的生产潜力较高。由此可见,西南桦造林时宜首先考虑坡向、坡位地形因子,适于阴坡半阴坡种植。(4)编制出广西热林中心西南桦人工林立地指数表。基于热林中心西南桦人工林样地优势木树干解析获取的优势高-年龄数据,应用单分子型、Logistic、korf、Richards等进行拟合,比较筛选出R~2大、AMR和RMSE小的Richards方程(?)为导向曲线;优势高连年生长量以及优势高变异系数约15年后基本稳定,从而确定15年为西南桦基准年龄;优势高变动范围为15.2~25.8m,考虑到西南桦较为速生,确定2m为指数级距,应用标准差调整法编制西南桦人工林立地指数表;检验表明立地指数表与优势高生长过程无显著差异(P≥0.05),立地指数级和林龄两个方面的误差分析得出,此表预报精度较高。可用于广西热林中心及类似林区西南桦人工林立地质量评价。(5)应用差分方程拟合优势高-年龄模型并研制多形立地指数曲线。基于热林中心和云南德宏样地优势木树干解析资料,选用Richards、Weibull、Korf、Logistic、Schumacher5个理论方程拟合高-年龄配对数据,5个理论方程经差分运算后生成的8个差分方程拟合双树高-双年龄配对数据,经模型统计指标分析、残差分析,结合生物学解释筛选差分方程,进而研制多形立地指数方程。参试模型中,Logistic方程并不适宜西南桦优势高生长模拟,差分方程较理论方程具更高的模拟精度,3参数Richards和Weibull的差分方程较2参数拟合效果好。综合比较得出,Korf差分方程适宜用于研制西南桦人工林多形立地指数方程,最后得出热林中心和云南德宏西南桦多形立地指数方程分别为(?)。(6)编制出数量化立地质量得分表及评价表。应用数量化理论Ⅰ,以立地指数或优势木年均高为因变量,与各立地因子进行数量化拟合,依次删除偏相关系数不显著或贡献最小因子,得到系列数量化预测方程和数量化立地质量得分表,进而编制数量化立地质量评价表用于估算立地生产力。应用热林中心所有调查测定的立地因子预测立地指数时,其立地质量等级范围为:优34.6m~26.1m,良26.1m~17.5m,中17.5m~9.0m,差9.0m;应用云南西南桦中幼林所有调查测定的立地因子预测优势木年均高生长量时,其立地质量评价范围为:优2.24m~1.76m,良1.76m~1.29m,中1.29m~0.81m,差0.81m。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S792.15
，

本文编号：2372456