全 文 ：收稿日期:2006-06-20 修回日期:2007-04-07
基金项目:福建省科技厅重大项目资助(2004SZ01).
作者简介:陈世品(1968-),男 ,副教授.研究方向:森林培育.
＊通讯作者:陈辉(1957-),男 ,教授.研究方向:经济树木培育与应用.
垦复干扰对糙花少穗竹秆径分布的影响
陈世品 1 , 陈 辉 1＊ , 黎茂彪 2 , 吴继林 2 , 吴锦华2
(1.福建农林大学林学院 ,福建 福州 350002;2.永安市林业局 ,福建 永安 366000)
摘要:应用 4种分布函数对 6个垦复糙花少穗竹林样地全部立竹及其各龄级的秆径分布进行拟合 , 并以 1个未垦复样地为
对比 , 结果表明 ,各样地拟合效果最好的均是 Weibul分布.垦复样地的立竹总体平均秆径和幼龄竹平均秆径均大于未垦复
样地.垦复样地的秆径分布峰度值均较大 , 秆径各径阶分布相对集中而有利于竹林管理.各样地的总体秆径分布偏度均为
正值 , 分布曲线右偏 ,但垦复样地的幼龄竹秆径分布则为左偏 , 秆径结构还需进一步调整.各种垦复措施相比 , 劈山和多次
浅翻均在短时间内提高了大径阶立竹的数量 , 不利于长期地力维持;而浅翻施肥和全锄使立竹秆径偏度为正值且大小适
当 , 是效果较好的垦复措施.
关键词:糙花少穗竹;垦复;干扰;秆径;分布
中图分类号:S718 文献标识码:A 文章编号:1671-5470(2007)03-0254-05
EffectsofreclaimingdisturbanceondiameterdistributionofOligostachyumscabriflorum
CHENShi-pin1 , CHENHui1 , LIMao-biao2 , WUJi-lin2 , WUJin-hua2
(1.ColegeofForestry, FujianAgricultureandForestryUniversity, Fuzhou, Fujian350002, China;
2.FujianYong′anForestryBureau, Yong′an, Fujian366000, China)
Abstract:Analysiswith4 kindsofdistributionfunctionsonculmdiameterdistributionofOligostachyumscabriflorumin6 reclaimed
plots, comparedwith1wildplotshowedthatWeibelldistrbutionmodelwasthefitestforallplots.Theaverageculmdiametersof
totalstandbamboosandyoungbamboosinreclaimedplotswerelargerthanthatinwildplot.Largerkurtosisofculmdiametersin
reclaimedplotsmeantthattheculmdiametergradesfastenedontheaveragesandwerebeneficialtomanagement.Skewnessofculm
diametersoftotalstandbamboosinalplotswaspositiveandthedistributioncurvesleanedtoright, butthecurvesofyoungbamboos
leanedtoleft, whichindicatedtheneedofmoreregulationofculmdiameterconfiguration.Cleavingdowntheshrubsanddiggingin
surfaceforseveraltimesincreasedthefrequencyoflargerdiametergradeinshottimeandwereunfavorabletocontinuablesoilfertili-
ty.Digginginsurfacewithfertilizationandhoeingdowntheherbsweregoodreclaimingmethodsbycausingthepositiveandappro-
priatevaluesofskewness.
Keywords:Oligostachyumscabriflorum;reclaim;disturbance;culmdiameter;distribution
糙花少穗竹(Oligostachyumscabriflorum)又名福建少穗竹 、白眼竹等 ,具有生长快 、分布广 、用途多 、效
益好的特点 ,天然分布于福建 、江西 、广东 、广西和湖南南部等省区 ,为少穗竹属中分布最广 、最常见的种 ,
野生资源十分丰富[ 1] .该竹笋期长(2月中旬至 5月),产量高 ,容易种植 ,竹笋个大 ,脆嫩鲜美 ,味苦 ,清心
爽口 ,口味独特 ,因此市场开发潜力很大;其竹秆大者可以作撑杆 、农具柄及晒衣杆 ,小者可作篱笆 、棚架
等 ,且是造纸原料.该竹种大多呈野生或半野生状态 ,竹林开发利用主要采用野生竹林的垦复并加以其它
人工培育措施的方式 ,并取得了较好的生产效益和生态效益 [ 2 -3] ,对其生长特性和竹林改造效果也进行了
初步的研究 [ 4-5] .
林木直径分布的研究较多 [ 6-11] ,但对竹类植物直径结构的研究较少[ 12-13] .林木直径结构与林分的蓄
积结构和功能有着密切的关系 ,不同垦复措施对林木直径的分布规律也有明显的影响.对糙花少穗竹的秆
径分布特征进行分析 ,可以预测林分的整体长势和产量 ,了解单株和群体的竞争态势 ,掌握林分的发展规
律等 ,从而为制定林分经营措施 ,收获预估 ,进一步组织早产高产培育奠定理论基础.
福建农林大学学报(自然科学版) 第 36卷 第 3期
JournalofFujianAgricultureandForestryUniversity(NaturalScienceEdition) 2007年 5月
DOI :10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2007.03.008
1 试验地概况
试验地位于福建省永安市安砂镇 13林班和洪田镇磉溪村 ,东经 117°03′-117°07′,北纬 25°59′-26°
08′,地处永安市西北部 ,隶属中亚热带湿润季风气候区 ,年平均气温 14.3-19.2 ℃, ≥10 ℃的年平均活动
积温为 3922-5766℃, 1月份平均温度 4-9 ℃,极端低温 -7.1 ℃, 7月份平均温度 20-21℃,极端高温
40.5℃,无霜期 250-302 d,年平均降水量 1800-2000mm,年蒸发量 1455.5mm,降雨量大于蒸发量 ,相
对湿度 80%以上 ,年日照时数 1529.8-2367.1 h,土壤为山地红壤.
2 研究方法
2.1 调查方法
2003年在 6个不同林分密度和 1个野生未经垦复的糙花少穗竹林分中共设 7个样地(表 1),每个样
地中设 5m×5 m的样方各 16个 ,即每个样地各设样方面积 400m2 ,并对每个样方中的糙花少穗竹分龄级
进行每株测量秆径.垦复措施中 ,劈山指全面劈除灌丛 ,全锄指全面锄净地表草本植物而未进行翻土 ,浅翻
指全锄后翻土约 20 cm深 ,样地 5在浅翻时沟施复合肥.劈山 、全锄 、浅翻时间为 10-11月份 ,施肥时间为
9月份.
表 1 糙花少穗竹林样地概况
Table1 ThesurveyofO.scabriflorumforest
样地序号 h海拔 /m 坡向 /(°)坡度 /(°) 坡位 立竹密度株· hm-2
平均秆径
cm
最大秆径
cm
最小秆径
cm 垦复措施 垦复年份
1 340 SE20 19 中坡 11700 3.16 3.8 1.3 全锄 1998年
2 290 SW13 16 山谷 15345 2.84 4.6 0.3 浅翻 1999年
3 285 NE20 39 山谷 13680 2.54 3.6 0.5 全锄 2000年
4 410 NW12 35 中坡 13110 2.46 4.2 1.0 劈山 2000年
5 395 NW24 24 中坡 21390 2.36 6.5 0.2 浅翻施肥 2001年
6 600 NW38 28 上坡 9825 1.71 3.0 1.3 劈山 2001年
7 620 SW80 12 上坡 7020 1.69 3.0 0.7 未垦复
2.2 数据分析方法
林木直径分布研究的方法很多 ,特别是关于林木直径分布模型的研究 ,经历了静态拟合到动态预测的
过程 ,而静态拟合则是借助于数理统计的各种密度函数来描述林木直径分布规律.利用正态分布 、Γ分布 、
β分布 、Weibul分布函数来描述林分直径分布规律都取得了很好的效果 ,本文采用这 4种分布函数进行
糙花少穗竹秆径分布规律的分析[ 6] .
2.2.1 正态分布 正态分布的概率密度函数为:
f(D)= 1σD 2πexp〔-
(D-D-)2
2σ2D 〕, D>0
式中 D和 D-为直径实测值与算术平均值 , σD为直径的标准差.
D-和 σD为正态分布 2个参数的估计值 ,可通过 D-=1n∑
n
i=1Di与 σD=1n∑
n
i=1(Di-D
-)2进行估计.
许多树种的直径分布都近似正态分布 ,且拟合效果良好.
2.2.2 β分布 β分布的概率密度函数为:
令 d= D-DminDmax-Dmin, Dmax>D>Dmin,则
f(D)=Γ(α+β)Γ(α)Γ(β) 1Dmax-Dmind
α-1(1-d)β -1 , α、β >0, 0
式中 , Dmax、Dmin分别为径级 D的上限和下限.
β分布参数可用矩法求解:
255
第 3期 陈世品等:垦复干扰对糙花少穗竹秆径分布的影响
α=m1(m1 -m2)m2 -m21 ;β =
1-m2
m1 α
其中 m1 =1n∑
n
i-1di;m2 =1n∑
n
i=1d2i;di=
Di-Dmin
Dmax-Dmin
β分布具有较大的灵活性 ,可拟合同龄林和异龄林的直径分布.有研究表明 β分布拟合适应性高.
2.2.3 Γ分布 Γ分布的概率密度函数为:
f(D)= 1βαΓ(α)D
α-1exp(-D/β), D>0, α、β >0
和
f(D)=0, D≤0
参数求解可用矩法:
α= D
-
σD
2 , β =σ
2
D
D
2.2.4 Weibul分布 Weibul分布的概率密度函数为:
fcb
(D-α)
b
c-1exp - (D-α)b
c , D>α, b、c>0
和
f(D)=0, D≤α
参数 c(形状参数)、b(尺度参数)、α(位置参数)的估计可用最大似然估计法 ,通过迭代求出 c,然后再
求出:
b= 1n∑
n
i=1Dic
1c, α=Dmin
Weibul分布是描述林分直径分布的有效模型 ,近年来被广泛应用.
3 结果与分析
3.1 垦复对各样地秆径分布规律的影响
整体而言 ,垦复样地糙花少穗竹秆径分布以 Weibul分布的拟合效果较好 ,其次是正态分布和 β分
布 , Γ分布的拟合最不理想(表 2).4种分布函数对未垦复样地的径秆分布的拟合均较好.Weibul分布具
有较大的灵活性 ,对分布形状的适应性较强 ,可以拟合不同偏度 、峰度的直径分布 [ 6] .而所调查的垦复样
地的垦复时间不同 、采取了不同垦复措施 ,且其坡位 、坡向 、海拔等均有不同 ,存在土壤 、温度 、水分 、光照等
生态因子的差异 ,从而影响了正态分布 、Γ分布和 β分布对糙花少穗竹秆径分布的拟合效果.
表 2 各样地糙花少穗竹秆径分布特征值及 χ2检验
Table2 Characteristicvaluesandchi-squaretestfordiameterdistributioninO.scabriflorumstands
样地 标准差 变异系数 峰度 偏度 各种分布的 χ
2 值
正态分布 Γ分布 β分布 Weibul分布 χ20.05
1 0.6063 0.1919 -0.8465 0.1186 9.114 9.233 5.123 5.653 11.071
2 0.7789 0.2743 2.1838 1.2815 26.355 17.101 17.323 13.920 16.919
3 0.6696 0.2636 0.2545 0.3301 12.175 32.837 16.901 12.121 12.592
4 0.6315 0.2567 1.0157 0.6823 18.223 16.709 49.188 9.230 12.592
5 1.5640 0.6627 -0.6919 0.2578 22.260 50.126 20.313 19.392 19.675
6 0.4359 0.2549 5.3270 2.1495 6.358 8.703 7.058 7.743 9.488
7 0.6060 0.3586 -0.0222 0.4313 7.313 10.329 7.982 8.389 11.071
从 3个特征值来看 ,样地 5的变异系数最大 ,秆径分布的离散程度较大 ,其余样地包括未垦复样地的
变异系数均较小 ,垦复时间最长的样地 1的变异系数最小(0.1919).样地 6的峰度值最大(5.3270),样地
2其次 ,而未垦复样地的峰度值最小(-0.0222),说明垦复干扰使糙花少穗竹的秆径分布概率密度曲线呈
高狭峰 ,即垦复后立竹秆径各径阶分布集中 ,而未垦复竹林秆径分布概率密度曲线较平坦 ,各径阶离散程
256
福建农林大学学报(自然科学版) 第 36卷
度较大.其原因在于各垦复样地经过劈山后竹林立地条件的均质性提高 ,秆径分布相对集中 ,这样的竹林
有利于管理和提高产量.
各样地的秆径分布偏度值均为正值 ,即与正态分布曲线相比 ,其秆径分布概率曲线均为右偏 ,总体秆
径偏离均值且偏大.未垦复竹林的秆径分布概率曲线略向右偏 ,原因是糙花少穗竹为野生群落中的优势
种.垦复样地中 ,不同的垦复措施和垦复时间长短对秆径分布的偏度的影响存在差异.垦复目的是提高竹
林的立地条件 ,使立竹均匀 ,达到稳产高产 ,因此秆径分布的偏度值以正值为好 ,且偏度值应适当 ,偏度值
太大则立竹秆径分布均匀度下降 ,不利于管理.较早垦复的样地秆径分布偏度较小 ,秆径趋向于均值的概
率较高.从不同垦复措施来看 ,浅翻施肥仅 2 a的样地 5偏度值为 0.25,效果较好.浅翻多次且未施肥的样
地 2 ,虽然平均秆径和偏度值较大 ,但短时间内提高了大径阶的分布频率 ,可能造成地力下降 ,不利于竹林
长期生产力的维持.全锄的效果好于多次浅翻但比浅翻施肥略差.劈山时间短的样地 6的秆径分布偏度值
最大 ,即在短时间内大幅提高了大径阶立竹的数量.总的来看 ,垦复竹林秆径均增大 ,且有的样地增幅较
大.
3.2 垦复对不同龄级立竹秆径分布的影响
对各样地各龄级秆径分布拟合效果最好的也是 Weibul分布 ,对垦复样地秆径分布拟合效果仅次于
Weibul分布的是 β分布 ,再次为正态分布 ,最差的是 Γ分布 ,而未垦复样地仅 5龄级的 β分布和 Γ分布
拟合效果不理想(表 3).
表 3 各样地各龄级糙花少穗竹秆径分布特征值及 χ2检验
Table3 Characteristicvaluesandchi-squaretestfordiameterdistributioninO.scabriflorumstandsofvariousage-classes
样地 龄级 立竹密度株· hm-2
平均秆径
cm 标准差 变异系数 峰度 偏度
各种分布的 χ2值
正态分布 Γ分布 β分布 Weibul分布 χ20.05
1 1 3112 3.57 0.1243 0.0348 -1.0532 -0.9326 8.334 8.432 3.581 3.143 11.071
2 3965 3.60 0.2033 0.0565 -0.9943 -0.6329 13.243 10.256 8.972 4.325 11.071
3 2379 2.95 0.3562 0.1207 -0.7681 -0.0231 18.966 15.248 6.157 8.774 11.071
4 1546 2.19 0.4785 0.2185 -0.6359 0.2217 15.332 11.752 16.933 7.259 11.071
5 698 1.77 0.8514 0.4810 -0.2285 1.8362 14.138 25.359 16.335 9.694 9.488
2 1 5619 3.35 0.5579 0.1665 0.8942 -1.9372 24.633 12.857 16.772 12.557 16.919
2 4873 3.24 0.3568 0.1101 0.6674 -0.2284 27.445 19.771 34.196 15.124 16.919
3 2938 2.33 1.0253 0.4400 2.8521 1.1549 18.742 15.325 23.458 14.759 16.919
4 1915 1.12 0.8457 0.7551 1.6748 1.7133 17.771 28.316 19.114 21.568 16.919
3 1 4369 2.77 0.4464 0.1612 0.1240 -0.2305 11.451 28.827 14.256 8.995 12.592
2 4467 2.75 0.3428 0.1247 0.1738 -0.3876 15.269 46.843 9.879 10.135 12.592
3 2915 2.62 0.6852 0.2615 0.2559 0.2997 13.135 22.913 18.967 11.216 12.592
4 1929 1.44 0.7459 0.5180 0.2664 0.3465 15.059 23.810 16.854 19.104 11.071
4 1 3562 2.87 0.4496 0.1567 0.0112 -0.4543 17.443 13.771 23.377 7.458 12.592
2 3742 2.46 0.5628 0.2288 1.0205 -0.6974 15.268 18.786 56.258 8.345 12.592
3 3513 2.43 0.8935 0.3677 1.0119 1.5763 18.301 11.659 49.047 16.471 11.071
4 2293 1.88 0.8825 0.4694 1.7128 0.6826 20.217 15.742 42.354 19.017 11.071
5 1 4478 2.77 1.1380 0.4108 -0.9335 -0.2386 19.534 31.264 20.313 15.227 19.675
2 5363 2.43 0.5526 0.2274 0.7140 -0.3125 26.358 44.552 13.846 21.245 18.307
3 6564 2.42 1.3584 0.5613 1.6814 -0.2487 24.147 51.247 36.457 16.402 18.307
4 3658 2.04 1.7725 0.8689 3.7019 1.2699 22.169 54.321 21.267 12.188 16.919
5 1327 1.86 1.6021 0.8613 1.6958 1.3014 22.401 24.107 12.501 35.319 15.507
6 1 2356 1.81 0.4133 0.2283 4.3210 -1.9751 4.825 5.429 5.105 7.741 9.488
2 2852 1.78 0.4528 0.2544 3.4558 -2.0980 5.285 6.235 9.146 6.698 9.488
3 2643 1.81 0.5527 0.3054 6.2674 2.2540 11.410 10.514 15.201 6.825 9.488
4 1974 1.36 0.7140 0.5250 5.1416 3.2030 7.123 11.653 17.169 8.990 9.488
7 1 1384 1.44 0.5988 0.4158 -0.0197 0.2313 6.545 9.627 6.554 5.346 11.071
2 1683 1.57 0.6744 0.4296 -0.0125 0.4512 5.365 9.364 7.115 10.124 11.071
3 1551 1.97 0.8642 0.4387 -0.0256 0.8513 4.218 8.314 9.224 8.985 11.071
4 1767 1.76 0.5520 0.3136 -0.0555 0.4132 5.297 10.587 6.541 7.189 11.071
5 635 1.41 0.6359 0.4510 -0.0423 0.7745 5.254 13.543 13.681 10.486 11.071
257
第 3期 陈世品等:垦复干扰对糙花少穗竹秆径分布的影响
竹林结构调整中 ,除了龄级结构调整 ,秆径结构的调整也是重要的过程.通常认为 ,留笋养竹以留大笋
为主 ,即提高幼龄竹的秆径及其立竹比例.垦复后的各样地中 , 1、2龄竹的平均秆径均大于老龄竹 ,秆径结
构得到有效调整.未垦复样地的平均秆径最大的是 3龄竹 ,其次为 4龄竹 ,这样的秆径结构不利于生产 ,因
为糙花少穗竹的孕笋竹主要是 2龄竹.
未垦复样地各龄竹的峰度值均为负值且较小 ,各龄竹的峰度值差异不大 ,其分布曲线较为平坦 ,秆径
各径阶较离散.垦复样地中 ,除样地 1外 ,峰度值多为正值 ,其中样地 6的 3龄竹的峰度值最大(6.2674),
说明垦复过程改变了秆径各径阶的离散状态 ,秆径分布相对集中而有利于管理.峰度值最小的是样地 1的
1龄竹 ,可能与其垦复时间最长而管理较为粗放有关.
未垦复样地各龄级的偏度均为正值 ,其分布曲线右偏 ,而垦复样地的 1、2龄竹的偏度均为负值 ,说明
垦复使其分布曲线左偏.虽然垦复后秆径均值提高 ,但幼龄竹的秆径分布偏离均值且偏小 ,因此幼龄竹的
秆径结构还有待于进一步调整.
4 小结
(1)4种分布函数中 ,对糙花少穗竹垦复和未垦复样地立竹及其各龄级的秆径分布拟合效果最好的均
是 Weibul分布 ,其次为正态分布和 β分布.(2)垦复样地的总体平均秆径和幼龄竹平均秆径均大于未垦
复样地.垦复后各样地的立竹总体秆径分布及各龄级秆径分布的峰度值均增大 ,径阶分布相对集中而有利
于竹林管理.(3)各样地的总体秆径分布偏度值均为正值 ,即秆径分布曲线偏右 ,总体秆径分布偏离均值
且偏大.垦复时间长的样地秆径分布偏度较小 ,秆径趋向于均值的概率较高.从不同垦复措施来看 ,浅翻施
肥的样地秆径分布偏度值适当 ,其垦复效果较好.浅翻多次且未施肥的样地和劈山时间短的样地在短时间
内提高了大径阶立竹的数量 ,可能造成地力下降 ,不利于竹林长期生产力的维持.全锄的效果好于多次浅
翻但比浅翻施肥略差.(4)未垦复样地各龄级的秆径分布偏度均为正值 ,其分布曲线右偏 ,而垦复样地的
幼龄竹秆径分布曲线左偏.虽然垦复后秆径均值提高 ,但幼龄竹的秆径分布偏离均值且偏小 ,因此幼龄竹
的秆径结构还需进一步调整.垦复干扰使竹林的环境发生了较大的改变 ,与未垦复样地相比 ,适用的分布
函数较少 ,且低龄竹的秆径分布受影响较大 ,而所调查样地的垦复时间均较短(最长为 5 a),各龄级竹的
秆径分布规律与龄级 、垦复时间之间的关系尚待进一步研究.
参考文献
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(责任编辑:卢凤美)
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福建农林大学学报(自然科学版) 第 36卷