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广西粉单竹胸径与主干材鲜重的关系初探



全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2013 (2) - 0162 - 04
广西粉单竹胸径与主干材鲜重的关系初探
收稿日期:2013 - 04 - 26
作者简介:许仕道 (1968—) ,男,工程师,主要从事森林资源与生态环境监测研究。
许仕道,巨文珍,邓必玉
(广西林业勘测设计院,南宁 530011)
摘 要:应用粉单竹 (Bambusa Chungii)采伐的实测调查数据,通过构建回归模型对粉单竹老竹和新竹胸径—
主干材鲜重关系进行模拟。结果表明,曲线模型判定系数较高,达到极显著水平 (P < 0. 01) ,为粉单竹产量估
算提供一个简单实用的测算方法。
关键词:粉单竹;胸径;主干材;鲜重
中图分类号:S795 文献标识码:A
A Preliminary Study on the Relationship between DBH and Bodywood
Fresh Weight of Bambusa Chungii in Guangxi
XU Shi-dao,JU Wen-zhen,DENG Bi-yu
(Guangxi forest inventory and planning institute,Nanning 530011,China)
Abstract:The relationship between DBH and bodywood fresh weight was simulated by building regres-
sion models through the application of the survey data of Bambusa chungii cutting. The results showed
that the determination coefficient of curve model was higher than others. The difference was significant
with F test (P < 0. 01). A simple and practical calculation method was provided for the estimation of
Bambusa chungii production.
Key words:bambusa chungii;DBH;bodywood;fresh weight
竹材纤维属中长纤维,是较好的非木材造纸
纤维原料之一。以竹代木制浆造纸,将是解决木
材原料供应制约造纸业持续发展问题、促进纸业
发展的有效途径[1]。广西竹种资源丰富,是我国
竹种最多的省区之一,有 24 个属 140 多种[2],主
要有鞭生竹和丛生竹 2 大类。根据广西森林资源连
续清查第八次复查结果,广西现有竹林面积 34. 09
万 hm2、73. 65 亿株,其中丛生竹面积 19. 21 万
hm2、株数 69. 97 亿株,分别占竹林面积、株数的
56. 4%和 95. 0%,以丛生竹为主,广西丛生竹又
以粉单竹 (Bambusa Chungii)、撑篙竹 (Bambusa
pervariabilis)为主,竹浆造纸企业收购的原料也是
以粉单竹、撑篙竹为主,且以主干材鲜重计量计
价[3 - 4]。目前对竹林的繁育技术、栽培技术、竹材
纤维和制浆造纸技术有大量研究和报导,但对竹
子的胸径、主干材鲜重之间关系的研究比较少,
只有少量对毛竹 (Phyllostachys Edulis)的研究,
而对丛生竹的研究极少;南京林业大学竹类研究
室曾经对毛竹胸径与重量的关系进行了研究,结
果表明竹林胸径的大小与其生物量关系密切,并
多用一元幂函数 y = axb 描述竹林生物量与胸径之
间的关系,提出两个地区毛竹重量公式为: (1)
浙江石门 W = 0. 0959D2. 3638, (2)江苏宜兴 W =
0. 1547D2. 175,并以此编制了这两个地区的毛竹一
第 42 卷 第 2 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 42 No. 2
2013 年 6 月 Guangxi Forestry Science Jun. 2013
元重量表[5]。本文以粉单竹为例,探索粉单竹胸
径与主干材鲜重的内在关系,以期为竹材生产者
和竹材加工利用企业提供一种简单实用的粉单竹
产量估算方法。
1 粉单竹生态学、生物学特性
粉单竹属于禾本科竹亚科勒竹属,又叫白粉
单竹、单竹,主要分布于广东、广西和湖南等省
区的丘陵、山麓,对土壤质地要求不高,疏松、
肥沃的沙质土壤上生长良好,广西各地均可种植
发展。粉单竹为地下径合轴丛生,秆多直立,一
般高 8 ~ 12 m,最高可达 16 ~ 18 m,胸径一般 4 ~
8 cm,竹节长度在 50 cm以上,竹秆强韧,是良好
的造纸原料和竹编材料,竹髓和竹青还可供
入药[5 - 6]。
2 粉单竹胸径与主干材鲜重关系
2. 1 调查数据
广西柳江、田东、宾阳等级 32 个县 (区)采
伐的 66 株 2 年生及以上的粉单竹老竹和 45 株 1 年
生粉单竹新竹的实测数据,作为构建回归模型的
基础数据。竹株地表上正常部位到竹梢部分为主
干材。
2. 2 数据处理
将实测调查资料录入计算机进行统计处理,
形成不同胸径对应主干材鲜重序列,在 66 组老竹
和 45 组新竹胸径、主干材鲜重数据中,用 56 组老
竹、38 组新竹数据构建模型 (表 1、表 2) ,10 组
老竹、7 组新竹数据 (表 3)进行模型精度评价
分析。
表 1 老竹构建模型数据
Tab. 1 Data for regression models building of Bambusa chungii (2 years or above)
地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg
横县 1. 6 0. 70 高峰 3. 4 3. 30 宾阳 5. 1 7. 90 横县 6. 5 8. 30
港北 1. 8 0. 90 都安 3. 7 2. 67 扶绥 5. 2 5. 12 忻城 6. 5 7. 70
平果 2. 0 0. 53 宜州 3. 8 4. 50 靖西 5. 3 4. 63 上林 6. 6 7. 80
平果 2. 1 0. 65 都安 3. 9 1. 90 高峰 5. 4 5. 50 江州 6. 7 7. 75
宾阳 2. 2 0. 55 钦北 4. 0 2. 97 德保 5. 5 6. 70 横县 6. 9 9. 27
武鸣 2. 3 1. 10 上思 4. 1 6. 75 防城 5. 6 6. 87 柳江 7. 0 8. 00
田东 2. 5 0. 80 马山 4. 2 3. 88 武鸣 5. 7 7. 10 象州 8. 0 12. 00
柳江 2. 6 1. 30 大新 4. 3 3. 59 田东 5. 8 5. 70 宾阳 8. 2 12. 50
覃塘 2. 8 2. 58 宁明 4. 4 7. 90 合山 5. 9 6. 43 钦南 8. 6 26. 30
兴宾 2. 9 2. 30 西乡塘 4. 6 12. 60 灵山 6. 0 7. 10 宁明 8. 8 9. 90
邕宁 3. 0 1. 70 钦南 4. 7 7. 63 武宣 6. 1 6. 80 邕宁 9. 0 10. 10
灵山 3. 1 2. 60 扶绥 4. 8 6. 45 马山 6. 2 5. 75 钦北 9. 2 29. 50
大化 3. 2 1. 70 上思 4. 9 6. 18 隆安 6. 3 8. 70 浦北 11. 6 31. 20
隆安 3. 3 4. 60 浦北 5. 0 4. 83 柳江 6. 4 6. 30 灵山 12. 1 33. 30
表 2 新竹构建模型数据
Tab. 2 Data for regression models building of Bambusa chungii (annual)
地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg 地点 胸径 /cm 鲜重 /kg
横县 1. 6 0. 70 高峰 3. 4 3. 30 宾阳 5. 1 7. 90 横县 6. 5 8. 30
港北 1. 8 0. 90 都安 3. 7 2. 67 扶绥 5. 2 5. 12 忻城 6. 5 7. 70
平果 2. 0 0. 53 宜州 3. 8 4. 50 靖西 5. 3 4. 63 上林 6. 6 7. 80
平果 2. 1 0. 65 都安 3. 9 1. 90 高峰 5. 4 5. 50 江州 6. 7 7. 75
宾阳 2. 2 0. 55 钦北 4. 0 2. 97 德保 5. 5 6. 70 横县 6. 9 9. 27
武鸣 2. 3 1. 10 上思 4. 1 6. 75 防城 5. 6 6. 87 柳江 7. 0 8. 00
田东 2. 5 0. 80 马山 4. 2 3. 88 武鸣 5. 7 7. 10 象州 8. 0 12. 00
柳江 2. 6 1. 30 大新 4. 3 3. 59 田东 5. 8 5. 70 宾阳 8. 2 12. 50
覃塘 2. 8 2. 58 宁明 4. 4 7. 90 合山 5. 9 6. 43 钦南 8. 6 26. 30
兴宾 2. 9 2. 30 西乡塘 4. 6 12. 60 灵山 6. 0 7. 10 宁明 8. 8 9. 90
邕宁 3. 0 1. 70 钦南 4. 7 7. 63 武宣 6. 1 6. 80 邕宁 9. 0 10. 10
灵山 3. 1 2. 60 扶绥 4. 8 6. 45 马山 6. 2 5. 75 钦北 9. 2 29. 50
大化 3. 2 1. 70 上思 4. 9 6. 18 隆安 6. 3 8. 70 浦北 11. 6 31. 20
隆安 3. 3 4. 60 浦北 5. 0 4. 83 柳江 6. 4 6. 30 灵山 12. 1 33. 30
361第 2 期 许仕道,巨文珍,邓必玉:广西粉单竹胸径与主干材鲜重的关系初探
表 3 新、老竹模型精度检验数据
Tab. 3 Data of models precision test
老竹
地点 胸径 /cm 鲜重 /kg
新竹
地点 胸径 /cm 鲜重 /kg
横县 3. 1 2. 40 高峰 3. 0 2. 50
武鸣 3. 7 3. 10 钦北 3. 9 4. 10
横县 4. 2 3. 50 平果 4. 4 4. 40
灵山 4. 3 3. 20 武鸣 4. 7 6. 00
上林 4. 9 5. 10 灵山 4. 9 5. 00
横县 5. 0 5. 10 马山 5. 8 7. 00
武鸣 5. 3 5. 10 邕宁 6. 3 8. 20
钦北 5. 9 7. 40
灵山 6. 2 6. 40
武鸣 6. 7 7. 40
2. 3 拟合模型及结果分析
本次拟合分别老竹、新竹进行建模,通过建
立单株标准竹主干材鲜重与胸径的散点图,经过 4
种模型的比较,以乘幂方程 W = a × Db (其中:W
为主干材鲜重,D 为胸径,a、b 为模型参数)的
判定系数为最高 (表 4) ,因此采用乘幂方程进行
拟合 (图 1、图 2)。
表 4 不同方程相关指标
Tab. 4 Related indicators of different equations
方程名称
老竹
方程式 判定系数 R2 估计标准误
新竹
P 判定系数 R2 估计标准误
线性回归方程 W = - 6. 618 + 2. 649 × D 0. 676 7 3. 664 0 W = - 4. 968 + 2. 271 × D 0. 746 0 2. 884
对数方程 W = - 10. 815 + 11. 622 × ln (D) 0. 577 0 4. 704 0 W = - 8. 437 + 9. 763 × ln (D) 0. 571 0 3. 745 0
异速生长方程 W = e -0. 402 + 0. 376 × D 0. 790 0 0. 456 0 W = e -0. 153 + 0. 339 × D 0. 710 0 0. 470 0
乘幂方程 W = 0. 224 × D1. 969 0. 875 9 0. 351 0 W = 0. 343 × D1. 717 0. 755 7 0. 432 0
表中各式显著性概率 P < 0. 01。
35
30
25
20
15
10
5
0
0%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8%%%%%%%%%%%%%%%%%%%10%%%%%%%%%%%%%%%%%%12%%%%%%%%%%%%%%%%%%14
胸高直径 /%cm






/%k
g
W%=0.224 D%1.969
R 2=0.875%9
图 1 老竹曲线
Fig. 1 Regression curve of Bambusa chungii (2 years or above)
35
30
25
20
15
10
5
0
0%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%8%%%%%%%%%%%%%%%%%10%%%%%%%%%%%%%%%%%%12%%%%%%%%%%%%%%%%%%14
胸高直径 /%cm






/%k
g
W =0.343 D%1.7167
R%2=0.755%7
图 2 新竹曲线
Fig. 2 Regression curve of Bambusa chungii
461 广 西 林 业 科 学 第 42 卷
结果表明,拟合的乘幂方程模型有较高的相
关系数,说明粉单竹胸径与主干材鲜重存在紧密
的乘幂函数关系,在危险度为 0. 05 的水平上,根
据自由度查 F分布表,均有 F计≥F临,显著性检验
达到极显著水平 (表 5) ,表明回归效果好,模型
具有实际意义。
表 5 拟合的乘幂方程及显著性检验
Tab. 5 F test of different equations
竹龄 回归方程 相关系数 R 判定系数 R2 F计 F临(0. 05)
老竹 W = 0. 224 3 D1. 969 0. 935 9 0. 875 9 381. 176** 4. 00
新竹 W = 0. 342 8 D1. 7167 0. 869 6 0. 755 7 111. 376** 4. 10
**表示在 0. 05 水平上差异极显著 (P < 0. 01)
2. 4 模型精度检验
利用 10 组老竹、7 组新竹数据检验拟合的模
型 (表 6)。
表 6 拟合模型精度检验
Tab. 6 Precision test of different equations
竹龄 总相对误差 /% 平均相对误差 /% 平均相对误差绝对值 /% 预估精度 /%
老竹 - 10. 11 - 6. 81 11. 02 98. 7
新竹 7. 12 8. 07 9. 39 98. 2
拟合的乘幂方程回归模型对粉单竹主干材鲜
重预估精度较高,说明该模型在粉单竹主干材鲜
重预估上可行。
3 产量估算
根据粉单竹林的丛数,目测估计每丛竹子平
均老竹、新竹的株数,乘以丛数得总株数,再简
单测定其各自的胸径,依模型计算得其单株重量,
再乘以总株数,得到老竹、新竹的总产量。
4 结语
利用调查结果建立粉单竹胸径与主干材鲜重
回归方程,胸径量测简单,方程精度较高且计算
简便。但广西丛生竹种类较多,各竹种纤维含量、
竹壁厚度的不同,相同胸径其主干材鲜重存在较
大差异,因此,其它丛生竹种不适用本方程,需
单独建立回归模型使用。
目前,国内学者普遍选用胸径作为竹主干材
鲜重估算模型的主要因子。今后,若综合考虑竹
高、立地条件等其它因子建立模型,可进一步探
讨研究。
参考文献
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561第 2 期 许仕道,巨文珍,邓必玉:广西粉单竹胸径与主干材鲜重的关系初探