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红松 、 沙松 、 大青杨直径生长周期性的研究
0 今 0 0 今 0 0 . 0 0 今 0 0 令 0 0 今 O J 今 0 0 奋 0 0今 0 闻殿娜 邓熙垠 邓琢人 革宝福
的变化 ;
尹0.口00、
树木直径 、 树 高 、 随时间变化呈有规律
的增长 , 赋予空 间概念即构成所谓产量 (材
积 ) 。 务个时段的产量 , 形成时间序列 。 通
常用适当的曲线拟合这个过程 , 但在描述直
径 、 树高 、 材积生 长过程时 , 因环境因子变
化导致的产量变化却被忽略 . 然而 , 这种变
化对龄研究林木生 长与环境关系很有价值 ,
从营林学角度尚很少研究 。
影响林木生长的因素包括气候因子 、 上
城因子 、 生物因子和地形因子 . 为寻找影响
林木生 长的主导因子 , 学者们作了 大 量 工
作 , 它一直是森林生态学主要研究 内 容 之
本文报道红松 、 沙松 、 大青杨的直径生
长 (或称年轮生 长) 与气候关系的 初 步 结
果 .
1
、 样木
用放直 径生长 分析的 样木 , 红松 3 株
( 1 1 9
、
1 7 5
、
15 6年生 ) , 沙松 3株 ( 9 1 、 1 1 7 、
1 3 5年上 ) , 取自宁安县江山娇林场 48 林班
山上腹 。 大青杨 ( 6 6年生 ) , 取自尚志县黑
龙宫林场 , 孤立木 。 样木均系天然生 。 伐取
0 号圆盘 。 用读数显微镜测定圆盘断 面各年
的年轮宽度 (最小读数 。· 06 m m ) 。 各年年
轮宽度的变化用M i o h e n 程序分析 。
2
、 年轮生长 t 变异 的分析
直径生长量 (△D ) 由三部 份构成 :
△ D = △D r + △ D 。 + u
式中△D T一一趋势生长量 , 取决 ijt 树
种生物学特性 :
△ D `一一气象产量 , 取 决转 气候因素
u— 随机干扰 , 影 响直 径生长的其他因素 (病虫 、 火灾等 ) 。
求出各样本△ D 的趋势方程 , 计算出理
论值 。 测定值 与理论 值之 比 称为年轮 指数
( I
。
)
。 红松 、 沙松 、 大青杨 1 .值 变化见图 1 。
由图 1看出 , I 。 值围绕座 标横轴 摆动 .
为判断年轮序列的非随机性 , 检查是否存在
周期性变化 , 可用方差分析或谐波分析 . 实
际上 , 年轮序列是由无数波长不等的连续波
组成的 , 故宜用连续功率谱分析 , 寻找年轮
序列中的周期现象 .
为计算谱值 , 依下式计算协方差 :
N 一 T
C T =
、 : ` ·。 艺 〔 ( I 。 ) : 一 I 。〕一 ` 一 N 一 T i二l ` 、 ` ” i
〔 ( I , ) i+ z 一 I 。〕
N为年轮序列长 , T ~ m , m 为最大落
后数 。 红松 m 取 1 9 , r l = 1 · 1 4 7 7 , ( r : ) .
= o
·
1 5 7 5 r , ) (
r :
)
, , 沙松 m 取 4 9 ,
r : = l
·
2 2 4 0
,
(
r l
)
:
= o
·
1 7 0 3
。 大青杨 m 取
2 9
, r : = o
·
6 0 5 9
,
(
r :
)
。
= o
·
2 4 2 6
。 可见
年轮序列持续性很强 。 其中 :
r , 二 C : / e , ,
(
r l ) t二 (一 l + 1 · 6 45了冈二万 ) / 2 一 N
按下式 ,
官 一六 `C 。 + C m , + m一 1艺 C Tm T =
C
n .
2— 十 ,
m 一 1
m m T = 1
C T e ( ) s
(军) + 盆C ·一(S
( 一 1 ) K ;
l) 木文萦 王正 作副研 记员 .仁阅 . 并提 出宝贵意见 . 张森同志参加 部分计算工作 , 一并致 谢 .
仑。 一六 .〔 C。 +( 一 , )二 C。 〕 + 众m 一 1艺
T二 l
, 全 : . 2 , ,肚口川引侧们日卜.
.犷卜“浑1飞,不
ù口叭。盯0
(一 z ) T
( K = l
,
2
,
3
,
C T
分树种计算粗谱估计值 ,
如图2 。
m 一 1 )
并进行平滑 , 结果
圈 1 红松 、 沙松 、 大青杨 年轮 指数
( 1
.
) 的变化
a 一红松 , b一沙松 , c一大育杨
表 1
气 I * (I 。 )。 a x ( I 。 ) m i 。 I 。> 1 . 0侯 的 年 份
趋 (年 )势
红 晚期 l 一 1 4 1 . 4 6 0 。 4 9 l l 4
松 冷期 O一 DS 1 。 3 0 0 。 6 8 5 1O
沙 晚期 1 . 1 8 1 . 7 5 0 。 6 6 10 4
松 冷期 1一 0 0 1 。 2 7 0 一 6 4 一 7一 57 一 9
一
大 晚期 1 . 0 5 1 一 5 0
{
。 · ’ 1 10
青 冷期 1 . 0立 l 一 3 5 } “ · 7 6 6杨
用连续功率谱分析红松 、 沙松 、 大青杨
年轮序列 , 查明该三个树种的直径生长存在
明显的周期变化 。 在样木的生长区 , 红松存
在 2 · 3 , 2 · e , 3 · 1 , 6 · 1 , g · 8 , 1 2 · 2 年的周
期 (显著水平 P 二 .0 01 ) . 沙松存在 .3 2 ,
7
·
5
,
9
·
l
,
1一 7年的周期 ( P = o · 0 1 ) . 大
青杨直径生长呈 2 · 5 , 32 , 6 · 3年的周期变化
( P = o
·
1 )
.
由放周期性的变化 , 红松直径生长变幅
为 , 沙松直径生长变幅 士 1 · 3 m ln , 大青杨
2亿 ( o 。 0 1 5 5 + 0 . 0 2 26 + o 一 0 2 7 4 + 0 . 0 4 3 + o · 0 6 9 8 ) x Z
二 1 . 1 9 4 3 = 土 1 . 2 m m , 沙松直径生长变
幅 土 卜 3 m m , 大青杨为 士 o · 3 m m .
图 2 、 红松 、 沙松 、 大青 杨年 轮序列的
功率奋
a一红松 , b一沙松 , 一大青杨
I 一一 90 肠里信度 I一一 7 5肠叉信度
I 一一谱估算值 万一一的务皿信度
y 一一 9 9 . 口皿信 度 卜一波 数
3
、 讨论
比较图 la 、 b , 看出红松 、 沙松 , 虽然
树种不同 , 但 I : 值的变化趋势有一致性 . 该
二树种分别存在 12 · 2或 1 1 · 7年周期 , 说明直
径生长受气候周期变化的影响 .
黑龙江省气象台在研究黑龙江省 1 9 4 6一
1 9 7 5年间的气候变化趋势时 指 出 , 1 9 46 一
1 9 6 0年为暖期 , 1 9 61 一 1 9 7 5年为冷期 . 试比
较本文讨论的三个树种 1 . 变化 (见表 l) , 处
放暖期时 I 。 、 ( I 。 ) m a x 、 ( I 。 ) m i n值均
较冷期高 , 反之 , 冷期 I : < 1 · 0的年份 则 多
朴暖期 , 足见直径生长与气候趋势有关 . 苏
长白 、 兴安落叶松丰产林生长 , 指标的研究嵌
陈效群 仲拱淇 李明杰
筛选 当地的优 良速生丰产树种 , 选择适
宜的立地条件 , 通过 集 约 经营 , 培育出大
面积的速生丰产林 。 那么 , 怎样来评价速生
丰产林呢 ? 必须对丰产林在各年龄阶段应该
达到的高 、 径 、 材积作出科学的论证 , 制定
出一个切实可行灼生长指 标 。
一 、 资料的来派和调查方法
资料主要从东北三省及内蒙古东部山区
落叶松人工林分布区内实测标准地获得 。 共
测标准地一5 5 。块 , 解析木 1 14 0棵 。
样地数按公式计算 , 加上 15 肠的安全系
t
2 e 2
“ = 一百丁
数 , 5年为龄组组距的每龄组 样地数 应为 4 。
块 , 人工落叶松林在东北三省最大龄级在 4 。
、 5。年左右 . 因而 , 每省调查样地保证在 3 0
块左右就满足预定的可靠性和精度 。
样地面积决定于样地内应测株数 , 应测
N -
一旦生<变鱼里鳌l
F “ (允许误差 )
株数加上 15 呱的安全系数 , 样地应有株数为
1 15 、 12 0株左右 , 面积均在 。· 0 6 、 .0 1 公顷
之间 , 样地大小与每公顷蓄积 量的变动情况
调查结果表明 。 当调查标准地面积 ) 。· 06 公
顷时 , 蓄积量变动系数 ( C ) 趋于稳定 , 且
在 20 帕的位置上 (见图 l) 。 样 地 呈 长 方
形 , 沿等高线为长 , 垂直等高线为宽 , 采用
3 0米 X 2 0米 、 4 0米 X 2 5米二种规格 。
样地调查内容包括林木因子 , 地 形 因
子 , 土壤因子和该地区主要气候因子 .
二 、 橄据处 理和相关分析
据东北三省和内蒙调查材料可 以看出 ,
由于气候 、 上壤条件的差异在树种组成及分
布上各有不同 。 即使在同一地 区 , 地形、 土壤
因子的不一 , 也使生长量表现出差异 . 因此
在编制生长量指标的时候 , 必须先根据气候
因素先划出产区 , 然后各产区根据地形 、 土
壤因子来编制地位指数表 、 收获量表 、 生长
进程表 、 密度管理图 。
(一 ) 产 区 区划方法和 步骤
根据四省区实测标准地所 在的 1 26 个市
县气象资料中选 出 14 个气候因子 , 记为 x : ·
x : …… x : ` , 各地生长量资料豆优 、 H 、 万 、
V (米 3 /公顷 ) 作为 y : 、 y : 、 y 3 、 y ` , 对
x 、 y 二组变量进行相关分析 , 结果为R 优 和
》 l o o C降水 、 ) l o 0 C 年积 温 、 》 1 0 “ C 日
数 , 干燥度 K 等因子载荷量最大 , 占总载荷
二 参加本课题 工作的有 : 贾德齐 、 杨守珍 、 邱 虹 、 成维江 、 程光平 、 王翠 华 、 陈淮凤 、 周珍世 、 付荣华 、 单沽玲 、 于
雅文 . 本标准 已通过部级检定 , 本课题顾问为东北林业大学 白云庆教授 , 陈乃 全副教授 .
联学者指出 , 气温和降水对直径生长的影响
在 P = o · 0 1水平上达到显著 ( T 、 T 、 B o T B 。
H e “ a ; , 19 7 4 ; A
、
A
、
M
o 几 q H o B
1 9 7 6 )
。
树木生长周期性的研究有助砖揭示影响
林木生长的主导 因子 , 同时 ,对提高林木生长
预测的精度有一定作用 〔注 1 〕 , 应进行深入
研究 .
〔注 1 〕 据 V 二 G , · 3H f导 出振 幅 (人 )对单株材积的形
响 : A ( A + D ) / D Z , 立木胸 径不 同时 , 单株材积变化
D ( e m ) 红 松 沙 松 大 青 杨
l 0 + 1 3
。 4 十 14 . 7 + 3 。 3
l 5 + 8
。
6 + 9
. 4 + 2
。 2
2 0 + 6
0 4 十 6 一 9 + 1 . 6