全 文 ：　　收稿日期: 2000-09-25
茶秆竹生物量模型研究
郑金双 1　曹永慧 2　肖书平 3　陈存及 2　代全林 2
( 1永安市罗坊林业站 ,永安 , 366000; 2福建林学院 ,南平 , 353001; 3明溪县夏阳林业站 ,明溪 , 365200)
摘　要　在标准地调查的基础上 ,应用多种数学模型对茶秆竹各器官生物量进行相关性分析 ,建立
了茶秆竹各器官间的回归模型。可用于一定立地条件下的茶秆竹的生物量估测。
关键词　茶秆竹 ; 生物量 ; 数学模型
1　试验林概况
　　茶秆竹 ( pseudosasa amabil is )试验林位于福建明溪县夏阳乡 ,地处东径 117°20′～ 117°40′,
北纬 26°20′～ 26°40′,气候为中亚热带季风气候。调查地海拔 360～ 400m,立地条件中等 ,为山
地红壤。试验林是 1995年的松杂林采伐迹地 ,原有零星分布的茶秆竹很快蔓延起来成为现有
的野生茶秆竹林。 1998年以后进行劈草抚育。
2　研究方法
　　选择不同立地条件设置标准地 24块 ,面积为 20m× 20m。 在标准地内 ,进行每竹检尺 (胸
径、竹高、枝下高 ) ,根据每竹调查 ,求得林分平均竹高和胸径 ,选择标准竹 1～ 2株。考虑到胸径
分布的情况 ,每个径阶选择标准竹 3株以上 ,以代表林分中胸径分布的序列。 采用分层切割法
对标准竹进行测定 ,分别称取标准竹每层内各部分器官 (杆、枝条、叶、竹兜 )的鲜重以及准确量
测其胸径、竹高、枝下高、枝盘数、节数。 然后将部分杆、枝、叶、竹兜的样品 200g左右 ,带回室
内 ,用 105℃恒温烘干法测定其含水率 ,以此来求算各器官的干重。
对收集得到的数据分别用线性模型、多项式模型、指数和对数模型进行拟合 ,以确定各器
官生物量之间的相关关系 ,建立茶秆竹的生物量估测模型。计算公式如下:
复相关系数: R1, 2…m = L回∑n
i= 1
( yi - y-) 2
,剩余离差平方和: Q= ∑n
i= 1
( yi - y
∧
i ) 2
回归显著性检验: F = U /K
Q(n - k - 1)
　　式中 , yi— 实测值 , yi— 回归方程的预测值 ,n— 样本数 ,U = ∑n
i= 1
( yi - y-) 2 - ∑n
i= 1
( yi -
y
∧
i ) 2 ,k— 自变量个数 , L回 — 回归平方和。
第 20卷　第 4期
2 0 0 1年 1 0月　　　　　　 竹　子　研　究　汇　刊JO U RNAL O F BAMBOO RESEARCH　　　　　　　
Vol. 20, No. 4
Oct . 2 0 0 1
3　结果与分析
3. 1　茶秆竹各器官生物量间的相关性
　　根据标准地调查资料 ,对茶秆竹各器官生物量进行回归分析 ,其相关性拟合结果见表 1。
由表中可看出 ,各器官间均体现出密切相关关系 ,胸径、竹高与全株重、杆重、枝重、叶重、竹兜
及枝盘数、节数的相关性达极显著水平 ,而枝下高与各生物量间相关性较低 ,尤其与枝重、叶重
的相关性并不显著。
表 1　茶秆竹各器官生物量之间的相关矩阵
Table 1　 Th e cor relation coef ficients betw een each organ of p seudosasa am abil is
项目 胸径 竹高 枝下高 全株重 杆重 枝重 叶重 竹兜 枝盘数 节数
胸径 1
竹高 0. 908 1
枝下高 0. 793 0. 745 1
全株重 0. 963 0. 908 0. 659 1
杆重 0. 959 0. 843 0. 754 0. 935 1
枝重 0. 825 0. 755 0. 433 0. 801 0. 802 1
叶重 0. 766 0. 726 0. 369 0. 667 0. 778 0. 926 1
竹兜 0. 893 0. 782 0. 787 0. 846 0. 837 0. 791 0. 691 1
枝盘数 0. 723 0. 853 0. 613 0. 772 0. 743 0. 686 0. 707 0. 581 1
节数 0. 753 0. 849 0. 679 0. 725 0. 748 0. 633 0. 626 0. 611 0. 890 1
3. 2　茶秆竹各器官生物量与胸径的相关性
　　根据标准地资料以胸径为自变量 ,分别以竹高、枝下高、地上部分重、全株重、杆重、枝重、
叶重、兜重、枝盘数、节数为因变量 ,先进行线性相关检验以确定是否存在线性关系 ,然后分别
用线性和非线性的对数曲线、指数曲线、幂函数曲线拟合 ,从而获得若干模型。将其中经相关分
析和标准差分析后所得最优回归模型列于表 2。 结果表明 ,各因子与胸径关系密切 ,它们的相
关性可分别用线性函数模型、幂函数体现 ,各相关系数 F检验值均大于 F0. 01 ( 1, 23)= 7. 88。因
此 ,可以用胸径作为各器官生物量的重要估测因子。
表 2　茶秆竹胸径 (D)与各器官生物量估算模型
Tab le 2　 Th e math emat ical forecas ting model for the relation b etw een th e D. B. H and
each organ biomas s of pseudosasa amabi lis
因子　 回归模型 R F 因子 回归模型 R F
竹高 ( H) H= 2. 3900D0. 6771 0. 9082 108. 30 枝重 (W 3) W3= 0. 1144+ 0. 1724D 0. 8247 48. 90
枝下高 (h ) h= 0. 5855D1. 0771 0. 7928 38. 92 叶重 (W 4) W4= - 0. 1602+ 0. 1947D 0. 7662 32. 70
地上部分重 (W ) W= 0. 3454D1. 8783 0. 9426 183. 27 竹兜重 (W 5) W5= 0. 0636D1. 7362 0. 8934 90. 95
全株重 (W 1) W1= 1. 0493D1. 4861 0. 9625 289. 53 枝盘数 Y1 Y1= 2. 4582+ 5. 2109D 0. 7231 25. 21
杆重 (W 2) W2= 0. 1865D2. 1484 0. 9587 261. 32 节数 Y2 Y2= 5. 6112+ 6. 3744D 0. 7526 30. 05
3. 3　茶秆竹各生物量与竹高、枝下高相关数学模型
　　林分结构不同的竹林由于处于不同的立地条件其竹高、枝下高也不尽相同 ,则各器官生物
68　　　 竹 子 研 究 汇 刊 20卷　
量相应也不相同 ,所以 ,分别以竹高、枝下高作为自变量来建立各器官生物量与其的回归模型 ,
以寻求它们之间的相关性。 拟合模型经相关系数和标准差初选后 ,将其中认为最优、最理想的
模型列于表 3。除枝下高与叶重的回归显著性未达显著水平外 ,其余各模型的回归显著性检验
F值均达极显著、显著水平。 由表 3可知 ,全株重、杆重、枝重、叶重、竹兜等生物量与竹高呈显
著相关 ,相关系数均在 0. 7～ 0. 9之间 ;而枝下高与各器官生物量的相关性有所不同 ,其中全株
重、杆重、枝重、竹兜重、枝盘数、节数与枝下高关系密切 ,相关系数均在 0. 6～ 0. 7之间 ,叶重与
枝下高相关并不显著。
表 3　茶秆竹竹高、枝下高与各器官生物量数学模型
Table 3　 The mathematical forecas ting model for th e relat ion betw een heigh t and
each organ biomas s of pseudosasa amabi lis
因　子 竹　　高 枝　下　高回归模型 R F 回归模型 R F
全株重 (W 1) W 1= 0. 1923H1. 5003 0. 9081* * 108. 16 W 1= 1. 1850h0. 8974 0. 6585* * 17. 61
杆重 (W 2) W 2= - 0. 3355+ 0. 3293H 0. 8427* * 56. 35 W 2= 0. 6180h1. 2443 0. 7544* * 30. 38
枝重 (W 3) W 3= - 0. 0863+ 0. 0804H 0. 7552* * 30. 53 W 3= 0. 0967+ 0. 1041h 0. 4326* 5. 30
叶重 (W 4) W 4= - 0. 1466+ 0. 0961H 0. 7256* * 25. 57 W 4= 0. 0931+ 0. 1057h 0. 3690 3. 63
兜重 (W 5) W 5= 0. 0344H1. 3376 0. 7821* * 36. 23 W 5= 0. 1673h1. 1396 0. 7872* * 37. 48
枝盘数 ( Y1 ) Y1= 3. 7347H0. 9100 0. 8526* * 61. 23 Y1= 6. 0244+ 5. 3036h 0. 6127* * 13. 82
节数 ( Y2 ) Y2= 7. 0157H0. 7166 0. 8490* * 59. 38 Y2= 9. 7722+ 6. 8207h 0. 6789* * 19. 66
　　 (注: * * 表示极显著 , * 表示显著 )
3. 4　茶秆竹各器官生物量与胸径、竹高综合回归模型
　　考虑到只用胸径、竹高、枝下高等单因子作为自变量建立相关模型时 ,由于相同因子下 ,另
一因子不同的林分将得到相同的生物量 ,这显然与实际不相符 ,所以在建立各器官生物量的数
学模型时同时考虑到多因子综合作用。本文以胸径 (x1 )、竹高 ( x2 )、枝下高 (x3 )、枝盘数 ( x4 )、节
数 ( x5 )为自变量 ,以各器官生物量为因变量来逐步回归得出各器官生物量的最优回归模型。其
拟合结果见表 4,并将各模型偏相关系数和偏回归系数 t检验值列于表 5。从表 4可看出 ,由于
逐步回归的临界值 F值取得足够大了 ,自变量没有再被剔除 ,保留 2至 3个自变量。各模型相
关系数随因子的减少而减少 ,标准差也呈现出减少的趋势。
表 4　茶秆竹各器官生物量数学模型
Tab le 4　 Th e math emat ical forecas ting model for each o rgan biomass of p seu dosasa amabil is
编号 因子 数　学　模　型 R F
1 地上部分 W= - 1. 8163+ 0. 5440x1+ 0. 6044x2 - 0. 4504x3 - 0. 0094x4 - 0. 0182x5 0. 9786 108. 563
2 重 W= - 1. 2366+ 0. 9506x1+ 0. 3441x2 - 0. 5458x3 0. 9704 139. 929
3 杆重 W1= - 0. 1470+ 0. 7654x1+ 0. 3316x2+ 0. 0654x3- 0. 0030x4- 0. 0520x5 0. 9731 85. 636
4 W 1= - 0. 9401+ 0. 8069x1+ 0. 0447x2 0. 9872 517. 240
5 枝重 W2= - 0. 1775+ 0. 1094x1+ 0. 0976x2- 0. 1511x3+ 0. 0025x4- 0. 0097x5 0. 9499 44. 335
6 W 2= - 0. 1214+ 0. 2711x1 - 0. 1462x3 0. 8905 51. 714
7 叶重 W3= - 0. 2430+ 0. 1657x1+ 0. 1495x2- 0. 1733x3+ 0. 0032x4- 0. 0039x5 0. 9027 21. 127
8 W3= - 0. 2601+ 0. 0639x1+ 0. 1447x2- 0. 1666x3 0. 8985 36. 309
　　从表 4还可看出 ,各器官生物量均可用胸径、竹高、枝下高、枝盘数、节数等因子进行模拟
69　 4期 郑金双等　茶秆竹生物量模型研究 　 　
估算 ,其相关性经 F检验达极显著水平。但在实际生产应用中 ,考虑到是否简捷易行 ,一般选
择经逐步回归后保留自变量最少的模型 ( 2)、 ( 4)、 ( 6)、 ( 8) ,其相关 F检验也达极显著水平。
从表 5中也可以明显看出: 在分别以地上部分重、叶重为因变量的模型 ( 1)、 ( 2)和 ( 5)、 ( 6)
中 , x1、 x2、 x3的偏相关系数都比较大 ,而且也只有这 3个自变量的回归系数 T检验值|ti|>
t0. 01= 2. 576达到显著水平 ,说明这 3个因子均与地上部分重、叶重关系密切。故根据复相关系
数和标准差以及上述分析 ,认为模型 ( 2)、 ( 6)较好。在以秆重为因变量的模型 ( 3)、 ( 4)中 , x1、 x2
的偏相关系数比较大 ,且也只有这 2个自变量的回归系数 T检验值|ti|> t0. 01= 2. 576达到显
著水平 ,故这 2个因子与杆重关系密切 ,认为模型 ( 4)较好。 同样 ,在以枝重为因变量的模型
( 7)、 ( 8)中 , x1、 x3的偏相关系数比较大 ,其回归系数 T检验值达到显著水平 ,故这 2个因子为
主导因子 ,认为模型 ( 8)较好。
表 5　各模型偏相关系数和偏回归系数 t检验值
Table 5　 Th e co rrelation index and “ t” v alue of all models
因　　　　子 因　　　　子
模型
编号 x1 x2 x3 x4 x5
模型
编号 x1 x2 x3 x4 x5
偏
相
关
系
数
( 1) 0. 4372 0. 6361 - 0. 6048 - 0. 0918 - 0. 1841
( 2) 0. 7548 0. 6425 - 0. 6842
( 3) 0. 8164 0. 7122 0. 2409 - 0. 0238 - 0. 4060
( 4) 0. 9207 0. 2348
( 5) 0. 5810 0. 2606 - 0. 6959 0. 0938 - 0. 3550
( 6) 0. 8729 - 0. 6108
( 7) 0. 4602 0. 4580 - 0. 5906 - 0. 0770 - 0. 0940
( 8) 0. 1940 0. 6697 - 0. 5909
T
检
验
值
( 1) 2. 3815 4. 0386 - 3. 7205 - 0. 4516 - 0. 9176
( 2) 5. 8674 4. 2753 - 4. 7837
( 3) 6. 9257 4. 9703 1. 2160 - 0. 1166 - 2. 1764
( 4) 12. 2584 1. 2551
( 5) 3. 4971 1. 3224 - 4. 7473 0. 4616 - 1. 8603
( 6) 9. 2964 - 4. 0084
( 7) 2. 5451 2. 5240 - 3. 5855 - 0. 3783 - 0. 4626
( 8) 1. 0084 4. 5983 - 3. 7348
4　小　结
　　综上所述 ,茶秆竹各器官生物量间均存在显著的关系。 分别以各器官生物量为因变量 ,以胸
径、竹高、枝下高为单因子自变量 ,可利用多种数学模型建立其相应估算模型 ,经相关系数和标准
差选择出最优模型 ,其 F检验均达显著水平。 但在实践应用中 ,为了更加准确估算 ,须进行多因
子拟合。因此 ,本文经多因子逐步回归 ,通过复相关系数的 F检验和回归系数的 T检验 ,筛选出
以下几个最优模型。在实践生产实用中 ,茶秆竹各生物量则可利用这几个模型来估算:
地上部分重: W= - 1. 2366+ 0. 9506x1+ 0. 3441x2- 0. 5458x3
杆重: W1= - 0. 9401+ 0. 8069x1+ 0. 0447x2
枝重: W2= - 0. 1214+ 0. 2711x1- 0. 1462x3
叶重: W3= - 0. 2601+ 0. 0639x1+ 0. 1447x2- 0. 1666x3
参 考 文 献
1　洪　伟等 .毛竹产量新模型研究 .竹子研究汇刊 . 1988, 7( 1): 1～ 3
2　周芳纯 .毛竹秆形结构的研究 .南京林业大学学报 . 1988, 12( 1): 16～ 69
70　　　 竹 子 研 究 汇 刊 20卷　
3　陈　辉等 .楠木人工林生物量模型研究 .福建林学院学报 . 1989, 9( 4): 411～ 417
4　林开敏 ,郑郁善等 .杉木和马尾松幼林生物产量模型研究 .福建林学院学报 . 1993, 13( 4) 351～ 356
5　俞新妥 ,林思祖 ,洪　伟 .杉木种源地理位置的数学模型 .福建林学院学报 . 1985, 5( 2): 1～ 6
Study on the Biomass Models for Different
Organs of Pseudosasa Amabil is
Zheng Jing shuang
1　 Cao Yonghui2　Xiao Shuping3　 Chen Cunji2　 Dai Quanlin2
( 1. Luofang Fores t ry Stat ion in Yongan City, Yongan, 366000
2. Fujian Forest ry College, Nanping, 353001
3. Xizyang Fores t ry Station in Mingxi County, Mingxi, 365200)
Abstract　 Based on the surv ey s of the standa rd lands, the co rrelation ana lysis wa s ca rried
out among all o rg ans o f Pseudosasa amabilis by using many dif ferent mathematical models
and co rresponding correlation models were set up.
Key words　Pseudosasa amabilis; Biomass; ma thematica l model
附录:浙江省特有竹类植物名录
井冈山竹属: 红壳井冈竹 (Gelidocalamus rutilans )+ 苦竹属:高舌苦竹 ( P . altigulatus ) ,
杭州苦竹 ( P . amarus var . hangzhouensis ) ,垂枝苦竹 P . amarus var . ) ,胖苦竹 (P . amarus
var . ) ,轿杠竹 ( P. hsienchuensis ) ,衢县苦竹 ( P. jux ianensis ) ,丽水苦竹 ( P. maculosoides ) ,箭
子竹 (P . truncata ) ,皱苦竹 (P . rugatus ) ,实心苦竹 ( Pleioblastus solidus )。
刚竹属: 尖头青竹 ( Ph. acuta ) ,乌芽竹 (Ph. atrovaginata ) ,黄槽竹 (Ph. aureosulcata ) ,栉
竹 ( Ph . aureosulcata f . alata)毛壳花哺鸡竹 ( Ph. circumpilis ) ,白哺鸡竹 ( Ph. dulcis ) ,角竹
( Ph. f imbriligulata) ,花哺鸡竹 (Ph. glabrata ) ,盘珠竹 (p H. heteroclada f . decurtata) ,毛壳
竹 ( Ph. hispida ) ,红壳雷竹 ( Ph. incarnata ) ,康岭红竹 ( Ph. i ridescens f . striata ) ,枪刀竹
(Ph. nidularia f . glabro-vagina ) ,蝶竹 ( Ph. nidularia f . yex illaris ) ,富阳哺鸡竹 ( Ph.
nigella) ,浙江金竹 (Ph. parv ifol ia ) ,实壁竹 ( Ph . parv ifol iaf . solida ) ,水桂竹 ( Ph . pinyanen-
sis ) ,灰水竹 (Ph. platyglossa ) ,早竹 (Ph. praecox ) ,黄条早竹 ( Ph. praecox f . notata ) ,雷竹
(Ph. praecox f . prevernalis ) ,遂昌雷竹 ( Ph. primotina) ,高节竹 ( Ph. prominens ) ,望江哺鸡
竹 (Ph. propinqua. f . lanuginosa ) ,水芽竹 ( Ph . robustiramea ) ,胖竹 ( Ph . rubicunda ) ,女儿
竹 ( Ph. rubromarginata f . castigata) ,漫竹 ( Ph. stimulosa) ,水后竹 ( Ph. stimulosa f . uni fo-
l iata ) ,天目早竹 ( Ph. t ianmuensis ) ,东阳青皮竹 ( Ph . virel la ) ,黄皮刚竹 ( Ph . viridis f . aura-
ta ) ,黄壳竹 ( Ph. viridis f . laqueata ) ,褐条乌哺鸡竹 (Ph. v ivax var . vittata ) ,云和哺鸡竹
(Ph. yunhoensis )。
茶秆竹属:尖箨茶秆竹 ( Pseudosasa acut ivagina) ,空心苦 ( P. aeria )。
倭竹属: 江山倭竹 ( Shibataea chiangshanensis ) ,矮雷竹 ( S. strigosa )。
玉山竹属:百山祖玉山竹 (Yushania baishanzuensis )。
71　 4期 郑金双等　茶秆竹生物量模型研究