全 文 ：第 2 卷 林 业 科学 研 究
1 9 8
第 3 期
9 年 6 月 FO R E S r R E S E A R C I王
丫0 1. 2 , N o . 念
Ju n
。 , 1 9 8 9
日本落叶松林分密度控制图的编制及应用
张铁砚 姜文南 王 义廷
(辽 宁省林业勘侧设计院 ) (中国林业科学研究院林业研究所 ) (辽宁抚顺矿务局林业处 )
关位词 日 本落叶松 , 林分密度控制图
辽宁省东部山区自然条件优越 , 雨量充足 , 土壤肥沃 , 适宜落叶松生长发育 。 日本落叶
松在辽宁省占人工林总面积 15 % , 蓄积量占 20 . 9 % 。 为提高经营水平 , 掌握林木生长与林
分密度之间数量关系 , 在吸收国内外编制密度控制图理论和方法的基础上 , 编制了 日本落叶
松林分密度控制图 , 以期达到科学营林的目的 。
一 、 材料的收集与整理
基础材料来自辽宁省东部山区53 4块标地和 15 株平均胸径解析木 。 其中 52 6 块用于确定
最大密度线及适宜密度。 落叶松标地为纯林 , 最低组成为 8 , 林分郁闭度在 0 . 7 以上 , 林龄
4一 4 3 a ; 平均直径 4一2 9 . 4 e m ; 平均树高 l 。 4一2 9 . 0 m , 林分密度 12 0一6 0 0 0 株/ h a , 产量
17 一5 2 8 m , / ha 。 此外收集了在空旷地上生长正常的 日本落叶松 3 64 株资料 , 用于建立树冠面
积与平均直径相关模式 , 作为确定最大密度线的依据。 林分上层树高及蓄积量采用辽宁省林
业勘测设计院编制的 日本落叶松立地指数表 、 立木材积表换算而来。
二 、 林分密度控制图的编制
(一 ) . 大密度线的编制
最大密度线即最高蓄积量线 ,在一定立地密度条件下林分产量最大时的曲线 , 其模式 〔‘, ’, 3 ,
女= a , P : ‘ (1 )
夕 = 蓄积量 , p : 二 株数/ h a , a , 、 b : 参数 , 应用上述 5 26 块标地资料求出各株数组平均 密
度 , 蓄积量及频度 , 分别不同株数范围再用最小二乘法求解 a : 、 b : 参数。
表 1 日本落叶松平均 . 大密度线 凡S余 与 al b , 参橄比较
棋 式 一 适 yI] 范 幽
一
, ,
1
5 。。一 5 “。,
, ‘
1
5 0 。一 3 5 0 。
“ ’ 一 5 0 D一透 “u u
, ‘ 1 5 0 。一 3 “ o 。
夕: { 5 0 0一 2 5 0 0
一 ⋯ R 一 S 佘 } · ! · 一 “!⋯ 5 , 6 · 0 · ‘““ “ ·7 ‘5 5 ’ 5 , 。0 · ”“ “· 5 ‘, ““, 5 ‘⋯ 4 8 7 ”· , 2 2 日 ’5 · 4 ‘4 “ ’ 了5 9 ‘· “, ”· 5 ‘6 , 2 8 了。8
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5 ‘9 1 ”
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3 3 0 . “ · 9 , ,“ 9 · 3“ 3 ’35 · ‘6 “ · 石5 2 8 ‘3 ”吕5! “6 0 1 ”· ”5 3 了 ’3 ·魂3 3 3 了87 · “0 ”· 了9 4 ‘4 5 ”0 8本文于 19 8 8年 2 JJ 6 11收到 。
3 期 张铁砚等 : 日本落叶松林分密度控制图的编制及应用 30弓
从表 1 看出 g 么、 红。相关系数紧密 , 剩余标准差最小 , 用两条回归线进行显著 性 检 验 ,
万: b : 与 , sb : 在 9 5 %可靠性下差异 t 值 , 。计 = 3 . 0 2 > t o . 。, = 1 . 9 6 , 差异显著 , 夕Z a ; 与 岑s a , 差异
t 值 , t计 = 3 . 87 > t。. 。。 二 1 . 96 则差异也显著 , 这两条曲线不能合并。 夕2 式样本数量 占 总数
9 3 %
, 代表性强 , 故采用 , : 为平均最大密度线 。
梦: = 7 5 9 1 . 5 20 3 5p ‘一 o · 5 a l “么8 7 0 8多 (n = 4 8 7 , R = 0 . 9 2 2 ) (2 )
最大密度线上限用树冠面积比率法确定 。 林分标地总树冠面积 比率 (名T A R ) 是该林分总
树冠面积与每公顷面积之比值 , 林木总树冠面积 (名T A )是各径级空旷地平均树冠面积乘各径
级数总和 : 刀T A = : (一 9 . 4 3 9 0 7 1 4 8 + 2 . 5 9 5 0 8 2 4 6D 一 0 . 0 0 4 0 5 7 6 9 5 ID 2 ) (3 )
n = 3 6 4 R = 0
。
9 9 9 5 余 = 4 。 5 6 m 么
名T滋R = 刀T A
1 0 0 0 0
x 1 0 0 = (名T 月 x n ) x o 。 0 1 (4 )
从 12 块资料分析得知石文大房子 一 3 号标 地 名T姓R = 5 71 为 最 高 , , = 336 m V h a , p =
2 43 。株/ ha , 代入 女: 式即能求出最大密度线的截距 a ; 参数。
、户、.产.勺no了几”.口龟
、.产乃‘一吕了毛,产.、
a , = 扮2 ( p ‘一b ‘) 一 ‘ = 3 3 6 x 以2 4 3 0 ) 一 o ·“6 ’“2 吕 7 0 “〕一 ’ = 2 6 8 4 1 。 6 1 4 6 1
故 日本落叶松最大密度线模式为 :
夕二 . , = 2 6 8 4 1 · 6 1 4 6一p 厂” ·““1 0 2 。 , o :
任意 p ‘代入 ( 6) 即得 y ‘, 万: p ‘值即可在 双对数纸上绘制成最大密度线。
(二 ) 等上层树高线 (等直径线 )选用产量密度侧数式 [’, “, “]
, 一 1 = A + B p 一 ‘
其中A 、 B 参数是生育参数与上层树高 (直径 )呈幂函数相关
AH 上
‘=
aH呈; B、 , = cH 皇( A。‘ = 办 ; B。 : = cD d )
为提高A 、 B 参数精度 , 用三种迭代法求解A 、 B 参数 , 即 : ¹ 线性回归法 ; º 二次线性
迭代法 , » 总非线性迭代法 [e, 4 1。 用 (7) 式计算进行比较 , » 法相关系数最高 , 剩余标准差
为最小 , 它是用 B FCS 法求算估计值 (功与实测蓄积量 g ‘最小二乘解 , 求残差平方和为最小
〔名。 (夕‘一夕) 2〕[ 4 J , S佘 = 〔名。 ( g ‘一云) 2 / n 一 幻 ’12 , 。 为频度 , 其结果见表 2 、 3 。
表 2 日本落叶松上层树高曲线各种参数 、 R ;与 S余 比较别衍萦派布号⋯剩余标准·⋯;:·:!表 3 日本落叶松等直径线各参数、 R 与 S余 比较别蔗气下布份份
I } 0
.
7 5 3 5 0 3 } 一 2 . 8 13 0 2 7 7 14 . 18 一 2 6 0 1 8 35 1 0 . 9 7 9 6 } 14 . 8 5
3 0 6 卜术 一!区 卜[· 学 研 ) 2 卷
从表 2 、 3 选 出相关系数最紧密剩余标准差最小的 A 、 B 参数 , 确定等上层树高 (或等直
径线)模式如下 :
; “上 二 p〔(6 · 7 9 9 1 2 7H 上 一’ . 8之’ ‘’2 · p ) + (1 5 8 3 5 8 . 2 7H 上 一 3 · “” ““, )〕一 ’ (9 )
夕。 ‘ = p 〔(o · 7 5 3 so 3D 一 2 ’“ 3 。之· p ) + (7 7 1 4 . lsD 一 , · 6 。‘ 8 3 . )〕一 ‘ (1。)
取 p ‘代入 (9) 或 (1 0) 式即得相应 夕, , 即在双对数纸上绘出各条上层树高线 (或等直径线 ) 。
(三) 自然稀硫线的编制L‘, ’, “ , ‘」
自然稀疏线选用
“一 ‘ 1 ·‘ 2 =〔‘”1 · ‘, 一(一、今、)一“〕l‘一二一}。。一 (1 1 )
已丸! 。 : 二 2 6 8 4 1 . 6 , 4 6 1 ; 。工 = 。. 5 6 1 9 2 8 : 。8 , 贝!J; : = : ; 4 6 5 . 4 7 , 6 2 , : 2 二 fl 一 夕
, 一
1
。。一 。·“。L。: 。 了。。 ,
L P o J
p 。为开始密度 , p , 任意密度 ; a , 、今; 是最大密度线的参数 。从 (1 1) 式先确定 p 。开始密度 , 自然
稀线用 p ‘代入 (1 1) 式即得相应 夕‘, 在 双对数纸上绘出 p 。的自然稀疏线 , 以此类 推可以绘出
不同 p 。的 自然稀疏线 。
(四 ) 经曹管理指教线的编制
经营管理指数线 (相对密度 R d) [‘, “l是沿上层树高与最大密度线交点处 夕‘值 , 等 比下降
10 %产量的一组曲线 (1 . 伪 0 . 9 , 0 . 8. 二 0 . 3) 其模式为
R d (经营管理指数 ) = 杏, d ·杏二 . : 一 ‘ (一2 )
将 (6 )式 、 (9 )式合并 , 求出
p * J = B ; 1上 : 岁* J ) (1 一 刁。上‘· 梦。 . 二) 一 ’ (1 3 )
经营管理拓数越高则单产越大 , 适宜经营指数直接受树种 、 年龄 、 立地 、 经济条件等因
子影响 。 适宜密度的林分 , 既优质高产 , 又稳定性张 , 是以发挥最人经济效应为原则 , 因此
最适宜经营指数是从几方面来确定的 。
1
. 采用平均生长量 6 m 3 / h a 标地材料 , 建立回归模式
刀 = 一4 0 7 6 . 8 0 5 sp 一0 ·‘. 0 3 ‘e “, (: = 3 1 4 ; R = 0 . 9 12 2 ; S ‘、= 3 8 . 4 8 m , ) (川
在密度图上 R d 的范围 0 . 6一0 . 72 间 ; 中等立地适宜密度经营指故为0 . 6一。. 了。
2
. 用平均解析木生 长址最大时的经营指数 , 采用 13 立地指数 [ “】不同年龄 、不同密度的 10
块实测样地 , 分析得出适宜 经营指数范围在 0 . 6一 0 . 8之间 , 用样地回归衬
夕, = 1 5 4 o o Z . o Z sp 一。’ 8 . 3 8 2 2 “ (: = 10 , R = o 。 9 14 1 ) (1 5 )
用 p : 代入 (1 5 )即相应 , ‘在密控图上经营指数范围 0 . 6一0 . 8 之间 , 平均适宜密度经营指
数。. 65 一。. 75 之间 , 从中可得出高密度高产林分天d 为0 . 7 以 _ L , 中密度中产 R d 为0 . 6一0 . 7 ,
低密度低产林分为。. 5一。. G 。 一般中等立 地条件要获得高产 , R d 须超过。。 了, 中7’“在 0 . 65 以
上 , 一次采伐不得超过 0 . 1一 0 . 2经营指数 。
3
. 用年生长 _以 s m 丫h a , 以活树冠 长度与树高比值来确定适宜经营指 数 , 选 用 7 块 标
地分析f毕知高‘I=l 洲 .t适rl’汁洲兮指数 R d 石 0 . 5一。. 7 之间 , 高产时活树冠 长「变一与树高的比 率近
l / 2
。
3 期 张铁砚等 : 日本落叶松林分密度控制图的编制及应用 3 0 7
三 、 精 度
1
。 编 图精度 主要检验图上等上层树高线 (等宜径线 )的精度。 用 4 5 1块标地数据与相应
图上查出云; 之差 , 求出编图精度 , 等上层树高为95 . 6 % ; 等直径线为96 . 49 % , 等直径等上
层树高线精度为97 . 32 % 。
2
. 适用性检验 未参加编图的 53 块实测标地数据用图上值求出适用性精度 , 等直径线
为95 。 8 3 % ; 等上层树高线为96 。 42 % ; 直径、 上层树高合起来精度为9了, 6 8 % 。
四 、 林分密度控制图的应用
1
。 资源清查 如某林分每公顷 2 5 0 。株 , 平均直径 D = 10 c m , 上层树 高 H 上 = 14 m ,
求该林分蓄积量?
在下图上横坐标查 p = 2 5 0 0 株 , D 二 10 c m , H 上 二 14 m 处的 妙‘值 ,
「二〕I 弓〔〕〔习巳】【二口口口口 最大密度曲线模式 Y二一 : = 2铭一飞. 后飞“ ip 一 。·5 . 1 ”吕7 0 .
月 二 4 8 7 R 二 一 0
.
9 28 8
「刁〔〕口口口口口口口口.心
黔狐少 , △’TAR ’ 5 7’
口〔二口门门口日] 门]医口口] 门口n 门门气【二口口门门n 门门门
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;⋯‘彝户乌K}纷舞笋粗感勺 / 小\ 《 声日r曰 . . , :J / , 火芝J尹 吩 会 } 尸户) 帐二 口尸 , ‘l, 口 . 备/ 下/ 声 味 I 口 产 尸口. . J 户 叹 、尹 J产 . J , _/,尸, 〔2二口口反口艾巨乙〔. 尸里二」阮 匕乙口 , 叨尸竺上切l ,l , 周厂 一 月r 二户气亡二四门口口门门门门尸夕r二[ 2 [ 口口反巧【 沪 1二1 . ‘、 洲 匕〕r 飞 1万己, n !, 」I 月区润尸门尸, 亡二口闪口门门口门门r {「几夕「「r刁2 厂厂胭l 砂 1二五l, 、 口泣 . 口 .口、 1刀巴二二几 刁网厅 勺二二勺l二】l二」口口国巴口口巴口因国口口汽口口匕亡〔比 玉叮 拐 I口巨门 户l尸飞日 与产r 刃匡〕区口口2 二曰门口国口口口口口叹[ 乙产口【【石【I 、 J洲J二」l , 口肠 l ~ 门昭气 了 {(、 ‘1瓜l吧玉反国巴二口口口口凶口口口门呀尸lY\ 区二 团囚口口口口D口口口D匹[ 反【压口压E泛死 洲 卫卜 / D口臣〔反[ 2 〔E〔正万 、 :工』口 习区J乙〔二二lr 闷【盛三口乙〔二口口] 口国口二日日四匣仁巨仁区口LLL止Y 里匀_ / U尸 ,门尸- l(I尹川区三【工口口口口日团DDD口D
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一夕 / 卫口因口拍 J邝口压口曰闪口口口口口口口巨[ 巨[ 巨因[ E泛正 , 2 卫泛之[ [ 「团巨C〔正/ 卫河 卫巴口盯业方 团目巴口口口国口口口口D口区[ 匕2 [ 日[ EK硬L叼 - ~兰刃一七刃区口玉 1 1 1团 ’、V 口口] 口囚口巨口团口巨狡匕E[侧压仁〔正仁义 1 ,夕列巨U医娜 }口卜, l叼口洲口口巴口口D口
言吕、。日)卜暇礴扭
5 (e m )”U九甘口勺月,
0 . 5 0 . 7 1
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0 5
。
0
衡崖P(干株/ 五a)
1 0
。
0
日本落叶松林分密度控制图
3 0 8 林 业 科 学 研 究 2 卷
求其平均数即得所求蓄积量(12 0 + 12 2 ) 干 2 二 1 2 1 m 3 / h a 。
2
. 生 长预 汉lJ 某林分p 。 = 3 3 3 3 , 刀 = 1 1 e m , 11」: = 1 5 . l m , A = 2 0 a , 5 1 (立地指数 )
= 16 , 求3 5 a 间定期 夕(m 3 / h a ) ? 年生长量 ? 35 a 后胸径 ?
用立地指数表 [4 1找出2 0 、 2 5 、 3 0 、 3 5 a 相应的上层树高 为15 . 0 、 17 . 3 、 1 9 . 2 、 2 1 . o m ,
用 p 。 自然稀疏线与相应上层树高交处 y , 即1 5 1 、 2 5 0 、 2 9 0 、 3 6 0 m 3 / h a , 查出3 5 a 后 直径为
1 7
。
4 Cm
o
3
.
l’q 伐 如某林分 p = 3 0 0 0 株/ h a ; H 上 = 1 5 m , 夕= 1 6 0 m 3 / h a , 问该林分 要 不 要 间
伐 ? 间伐强度? 保留株数及经营指数 ? 先找出 R d , R d = 如 d ·万二 。二 一 ‘二 160 x 2 0 8 “ ’ = 0 . 7 , 确定
间伐设计 (表 4 ) , 间伐方法多用下层抚育法 。
裹 4 间 伐 设 计
⋯ 。 一 . ’ _ 间 伐 t一 _ ~ . 一 月 上 一 , 一 户 卜—一 竺1 一 _ 一 二1 ~ _ _ _ _ _ _项 目 } R d } 一 } } } 、; { { : , }, 只 ’ ‘、 u 一 、 一 _ , , . 、 一, ~ , 、 N ’ . , ! V }{ ( m ) (m 3 / h a ) 一(株 / h 。 ) , , ‘入 _ 、 I % }‘ ~ 不, “ 、 } %、 . ” ‘” “ 尹 ’ 、” 了” “ ‘ (株/ h a ) { / o ! (m 3 / h a ) 115l5
15
3 00 0
2 50 0
2 2 00 ::: ;:
.
: ;;
9
.
4
13
.
7 5
n甘一ŽO口拓匕月,几」‘.且,孟目门了01Ž曰月才‘自七⋯子因前后伐
4
。 经 营类型确定 按 R d 大小进行分类 , R d 在 0 . 7以上为抚育型 , O。 6一O 。 7为缓抚型 ,
o
。
5一 0 . 6为封护型 ; 。。 4一0 . 3为改造型 。 如某林分 万 = 13 m ; , = 1 50 m 3 / h a , 应属那个经营
型 ? 求 H 上 = 0 . 9 4 2 7 万 + 2 。 8 3 7 4 = 1 5 . o 9 m [‘] , 相应 R d = 今, d / g , 一 : = 1 5 0 / 2 1 2 = 0 . 7 1 , 属抚
育型 。
5
. 定童l’q 伐 [ ’, , ] 如某林分 p = 2 5 0 0 株/ h a , 刃 = 1 3 . l e m , A 二 Zo a , H 上 = 17 m ; 5 1 =
1 5 , Y 二 z ss m , / h a , 若预期胸径 18 e m , 单产 3 2 s m , / h a , 如何进行定量间伐 ? 用开始 万‘、 p ‘、夕‘
值查图 , 沿上层树高下降到相应经营指数交点 万, p , 夕即一次间伐量 。 以此类推求出 35 a 间
的间伐量(见表 5 ) 。
裹 5 定 t 间 伐 设 计
间《
,
) ‘⋯念 ;,湍’后’一瓮秽资一才箫羚蕊;号斌万、
: 斗燕溅 :丫 }黔 熟 } :: { 黑
五 、 结 语
‘· 最大密度线模式 , = a ! p 。· 日本落叶松密度效应式 “, = 一 。· 5 6 , 是符合于号乘贝lj, 确定
最大密度线用总树冠面积比率法 (刀T AR) 有科学的依据。
2
. 等上层树高线 (等直径线 )应用产量密度倒数式A 、 B 参数 的总非线性迭代法 , 是提高
3 期 张铁砚等 : 日本落叶松林分密度控制图的编制及应用 3 0 9
编制精度的一个改进方法 , 编图精度96 一97 % , 适用性精度95 一 97 % 。
3
. 适宜经营指数(R d) 受树种、 年龄 、 立地 、 经济效益多种因子影响 , 如进一步探求还需
深入调查及建立固定长期观察标地。
4
. 林分密度控制图上有五组曲叠合在一张双对数纸上 , 查图时因格子比例较小 , 可能出
现较大误差 , 应将图变成数表或放大图纸 , 更便于生产应用。
今 考 文 献
〔1 〕 姜文南等 , 1 9 8 1 , 长 白落叶松坑木林林分密度控制图的研究, 林业科技通讯 , ( 3 )。
仁2 〕 尹泰龙等 , 19 盯 , 林 分密度控制图编创与应用 , 林业科学 , ( 3 )o
〔3 〕 安滕贵等 , 1 9 6 8 , 关于 同龄单纯林密度管理 的生态学研究 , 林试研报, (2 10 )。
【4 〕 饭盛功, 1 9 7 9 , 关于 日本扁柏林分密度管理图的编制 , 林试研报, (3 05 )o
〔5 〕 张铁砚等, 19 81 , 辽宁省落叶松油松立地指数编制 的研究 , 辽 宁省林业勘侧设计 , ( i )o
〔6 〕 姜文南等 , 1 9 83 , 日本落叶松林分密度控制图中上层树高曲线 和等直径曲线求精 的计算, 北京林业 , ( 1 ).
E ST ABLISHME NN T AND APPLICATION OF D E NSIT Y
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Z h a n g T ie ya n
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In o rd e r t o im Pr o v e the Pr e e isio n o f th e st and d
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n t d ia ra e t e r and
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T hes m
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K e y w o rd o Ja Pa n es e La r eh ; d e n o ity e o n tro l d ia g r am