全 文 ：集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究
朱春全tl 雷静品vl
k中国林业科学研究院 北京 tsss|tl
刘晓东ul
k北京林业大学 北京 tsss{vl
成桂珍wl 李宝东xl
k辽宁省建平县黑水林场 建平 tuuwttl
摘 要 } 通过对集约经营与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究表明 }集约经营树冠的枝长分布和树冠形
状有利于对光的截获 ~用分级标准木法实测叶面积指数 o集约经营为 v1svyu °u ° p u o粗放经营为 u1tz{y
°u ° p u o前者是后者的 t1w倍 ∀集约与粗放经营林分累积叶面积指数可以分别用下列模型进行估测 } Ι ≤„Œ
= s .uysz 3 Ζt .{svs ε−s .tywv Ζ( Ρu = s .||t|)和 Ε≤„Œ = s .syv| 3 Ζu .yw{s ε−s .uxvs( Ρu = s .||ys) ∀分别以平均木
冠长为自变量 o用上述模型计算集约与粗放经营林分累积叶面积指数 o结果为 v1tuut °u ° p u和 u1uyt|
°u ° p u o分别与实测值相差 u1{ h和 v1{ h ∀集约与粗放经营林分标准木的累积叶面积垂直分布与对应模
型模拟的结果具有紧密的正相关 o利用标准木的测定值能可靠地估测林分的垂直累积叶面积指数分布 ~栽培
措施对树冠形状有显著的影响 ~圆锥形树冠 !较大的枝倾角和较高叶面积指数是集约经营林分生产力较高的
重要因素 ∀
关键词 }集约经营 o粗放经营 o杨树人工林 o树冠结构
收稿日期 }t||z2sy2uv ∀
基金项目 }国家自然科学基金青年基金资助项目kv|vsstsvl ~˜‘⁄°rƒ„’ 资助的 ≤°• r{{rswt项目一部分 ∀
tl !ul !vl !wl !xl为作者排序 ∀
ΧΡ ΟΩΝ ΣΤΡ ΥΧΤΥΡΕ ΟΦ ΠΟΠΛΑΡ ΤΡΕΕΣ ΙΝ ΙΝΤΕΝΣΙς Ε ΑΝ∆
ΕΞΤΕΝΣΙς Ε ΜΑΝΑΓΕ ΜΕΝΤ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝΣ
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( Τηε Χηινεσε Αχαδε µ ψ οφ Φορεστρψ Βειϕινγtsss|t)

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( Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{v)
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( Ηεισηυι Φορεστ Φαρµ , ϑιανπινγ Χουντψ ϑιανπινγtuuwtt)
Αβστραχτ : ≤µ²º± ¶·µ∏¦·∏µ¨ k¬±¦¯∏§¬±ª √ µ¨·¬¦¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²© ³µ¬°¤µ¼ ¥µ¤±¦«¨ ¶o¦µ²º± ©²µ° o √ µ¨·¬¦¤¯
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°¤±¤ª¨ ° ±¨·³¯¤±·¤·¬²±o¦µ²º±©²µ° ¤³³¨ ¤µ¨§³¤µ¤¥²¯¬¦¤¯ ¦¼¯¬±§¨µ¦µ²º±¶q׫¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ³¤··¨µ± ²©³µ¬2
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s1uysz 3 Ζt .{svs ε−s .tywv Ζ( Ρu = s .||t|) ανδ Ε≤„Œ = s .syv| 3 Ζu .yw{s ε−s .uxvs( Ρu = s .||ys) qŒ©¶¬°∏2
¤¯·¨§¥¼·«¨ ¦µ²º± ¯¨ ±ª·«²©¶·¤±§¤µ§·µ¨ ¶¨¬±·º² ³¯¤±·¤·¬²±¶o·«¨ ≤„Œ º¤¶v1tuut °u ° p u ¤±§u1uyt|
°u °p u ©²µ¬±·¨±¶¬√¨¤±§ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·³¯¤±·¤·¬²±¶oº«¬¦« º¤¶²±¯ ¼ ¤¥²∏·u1{ h ¤±§v q{ h §¬©©¨µ2
±¨¦¨ ¦²°³¤µ¨§ º¬·«·«¨ ¶¨ ¥¼ §¨¶·µ∏¦·¬√¨ ° ·¨«²§ ¶¨·¬°¤·¬²±¶µ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼ q ׫¨ µ¨ º µ¨¨ «¬ª« ¬¯±¨ ¤µ¦²µµ¨ ¤¯2
第 vy卷 第 u期u s s s年 v 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤ „∞
∂ ²¯1vy o ‘²1u
¤µqou s s s
·¬²± µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ±·«¨ ¶·¤±§¤µ§·µ¨¨¤±§¶¬°∏¯¤·¨§ °²§¨¯©²µ¥²·«³¯¤±·¤·¬²±¶q׫¨ ¦∏¯·¬√¤·¬²± ° ¤¨2
¶∏µ¨¶«¤√¨¶¬ª±¬©¬¦¤±· ©¨©¨ ¦·¶²± ·«¨ ¦µ²º± ¶·µ∏¦·∏µ¨ q ׫¨ ¦²±¬¦¤¯2¶«¤³¨ §¦µ²º±o ¤¯µª¨ ¥µ¤±¦«¬±¦¯¬±¤·¬²±
¤±§«¬ª«¨µ≤„Œ¤µ¨ ¦²±·µ¬¥∏·¨§·²·«¨ «¬ª«¨µ³µ²§∏¦·¬√¬·¼ ©²µ¬±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·³²³¯¤µ³¯¤±·¤·¬²±q
Κεψ ωορδσ: Œ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o∞¬·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o°²³¯¤µ³¯¤±·¤·¬²±o≤µ²º± ¶·µ∏¦·∏µ¨
树冠结构是树木生长及其与环境相互作用 !反馈调节的综合结果 o也是经营措施对树木生长产生
影响的具体表现 o研究树冠结构是理解树木生理生态过程的基础 o也是实现从叶片到林分不同尺度生
理生态学过程转换的关键 ∀由于树冠结构存在着明显的时间和空间变异性 o因此对树冠结构的定量描
述存在着极大的困难k‘²µ°¤±ot|{|l ∀影响森林生产力和产量的两个最主要因素是树冠结构和林冠密
度k‹¬±¦®¯ ¼¨ ot||ul ∀树冠结构决定了叶片的排列 !分布和林冠密度 o进而影响光的截获 !叶片温度 !蒸
发散 !水分和养分分布以及碳同化与分布k‘¨ ¶¯²± ot|{tl ∀同时 o树冠结构的研究对于揭示林木产量及
其生长机制 o研究气候变化对树木生长的影响 o建立以生理生态学过程为基础的模型 o提高森林生态系
统管理水平等都具有重大的意义 ∀
本研究以 {年生集约与粗放经营杨树人工林分级标准木为主要对象 o对 t级侧枝的垂直分布 !树
冠形状 !枝倾角 !叶面积指数和累积叶面积的垂直分布等进行了系统的研究 o重点探讨不同栽培措施
下 o杨树人工林的树冠结构特征和累积叶面积指数的垂直分布规律 o为进一步研究两种栽培模式下林
冠动态 !冠层光分布和光合产量 o探讨杨树人工林生长差异的内在机制奠定基础 ∀
t 材料与方法
111 立地条件与林木分级
调查地点设在辽宁省建平县黑水林场ktt|βuxχ∞owtβvtχ‘l的西南关工区 o林分选择分为集约与粗
放两种经营模式的杨树人工林k Ποπυλυσ Σι µονιι ≅ Π. πψραµιδαλισ¦√ q− Χηιφενγενσισ vy. l ∀
分别在两林分内设置固定样地 o在生长季节内 o定期测量两林分的树高和胸径 ∀根据测量结果 o按
林木胸径k⁄…‹l o分别将林木分为 v个等级 o并在每一个等级中 o选择具有代表性的接近该等级平均胸
径的标准木 t株 o集约与粗放各选 v株 ∀集约经营林木用 ŒkŒ±·¨±¶¬√ l¨代表 o粗放经营林木用 ∞k∞¬·¨±2
¶¬√ l¨代表 ∀将所选择的 y株样树伐倒 o从树冠顶端到树冠基部 o以 t °为一个区分段进行有关因子测
量k朱春全 ot||x ~t||zl ∀
112 研究方法
• ∏¤µ®等人提出了异速生长模型k• ∏¤µ®ot|{zl o通过结合一些容易测得的树木特征k如树高 !胸径l
来估测干物质积累或蓄积的增加 ∀此后 o异速生长模型被广泛地应用 o但是很少有人用这一方法对树
冠结构方面进行研究 ∀ ‹¤¶«¬°²·²应用异速生长模型 o对日本柳杉k Χρψπτοµερια ϕαπονιχα l林分冠层形
态与结构进行了研究k‹¤¶«¬°²·²ot|{|l ∀本文应用这一方法 o对两种模式下杨树人工林的冠层结构进
行了比较研究 ∀所谓异速生长方程是将异速生长率看作是一个随 Ξ变化的函数 o于是有 }
§Ψ/ Ψ§τ = (β + χξ)§Ξ/ Ξ§τ (t)
式中 oβ和 χ是参数 o于是通过积分法便可得到相关的异速生长函数 }
Ψ = αΞβεχξ (u)
式中 oα是一个参数 o本文应用该异速生长方程 o对杨树人工林树冠的结构和形态进行了模拟研究 ∀
u 结果与分析
211 一级侧枝的分布
一级侧枝是构成树冠的重要组成部分 o集约和粗放经营杨树人工林标准木kŒt和 ∞tl一级侧枝从树
冠顶到树冠底每 t°层次内枝长的分布情况如图 t所示 ∀
以每 t °层次内枝长的平均值为自变量 o以其距树冠顶端的平均高为因变量 o绘出集约经营与粗
放经营林分标准木的一级侧枝枝长的分布 o见图 u ∀
ty u期 朱春全等 }集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究
图 t 集约与粗放经营杨树人工林一级侧枝枝长在每 t°冠层内的分布
ƒ¬ªqt …µ¤±¦«¯¨ ±ª·«§¬¶·µ¬¥∏·¬²±¬± ¤¨¦«t ° ¤¯¼ µ¨©²µ·«¨ ¶·¤±§¤µ§·µ¨¨
²©¬±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·kŒtl ¤±§ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·k∞tl ³¯¤±·¤·¬²±¶
为了进一步比较 y株样树一级侧枝平均枝长的分布情况 o将所有样树的测定结果汇总 o见表 t ∀
进一步比较两林分标准木冠顶到最大枝长出现层次的距离占冠长的比例 o如表 u所示 ∀
uy 林 业 科 学 vy卷
图 u 集约与粗放经营林分平均木一级侧枝平均枝长分布
ƒª¬qu ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ©²µ¤√ µ¨¤ª¨ ¯¨ ±ª·«²©©¬µ¶·2²µ§¨µ¥µ¤±¦«²©¶·¤±§¤µ§·µ¨ ¶¨¬±¬±·¨±¶¬√¨¤±§ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·³¯¤±·¤·¬²±
集约经营林木 Œ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨··µ¨¨~ 粗放经营林木 ∞¬·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨··µ¨¨q
表 1 6 株样树一级侧枝枝长分布
Ταβ .1 ∆ιστριβυτιον φορ τηελενγτη οφ φιρστ2ορδερ βρανχη οφ 6 στανδαρδ τρεεσιν ιντενσιϖε ανδ εξτενσιϖε µαναγεµεντ πλαντατιον k˜±¬·}¦°l
树冠层次
≤µ²º± ¤¯¼ µ¨k°l
集约经营 Œ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨· 粗放经营 ∞¬·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·
Œt Œu Œv ∞t ∞u ∞v
s ∗ t tv qxtw{ vv qxyyz u| qwtv{ tt q|tsx vt qs|xz t| qtuwt
t ∗ u xx quux{ tsv qyyux x{ qxz{{ tt qttz| vy q{swv zx qz|xx
u ∗ v |t qw{xs z| qvsxy z{ qv{{| zw qwtus |s q{|xz vz qs{zs
v ∗ w |y qv{wy tsv quzz{ tts qtsss v{ qs{{s zx qt{zx tst qzwxx
w ∗ x tyw qy{wu t|y quzz{ t{s qzuss txs qwwww {{ q{s{v ts| qtuwt
x ∗ y ttz qytxw twv qvutw tvx qvtvv x{ qzvvv t{y qytux yu qv|ss
y ∗ z ut| qvxzt tyv qs{t{ t{| qxsss zv qtvvv {x qs{{| ws qvsss
z ∗ { ty{ qxztw utv qyyyz tyw qxsss {w qwzzv tvt qwvvv
{ ∗ | txu qysss tv| qwywv y{ qzyyz yz q|sss
| ∗ ts yx qsyxu tsx qys|t
ts ∗ tt wu qvyvy tu{ qvvvv
表 2 林分内分级标准木最大枝长出现层次距冠顶的距离及占冠长的比例
Ταβ .2 ∆ιστανχε φροµ χροων απεξ το τηελαψερ οφ µαξιµ υµ βρανχη λενγτη ανδ ιτσ
προπορτιον το τηε χροων λεναγτη οφ στανδαρδ τρεεσιν τωο πλαντατιονσ
级内样树
≥·¤±§¤µ§·µ¨¨
级内株数
×µ¨¨±∏°¥¨µ¶
级内株数r总
株数k权重l
• ¬¨ª«·
冠长
≤µ²º±
¯¨ ±ª·«
k°l
冠顶到最大冠长出现
的层次的距离
⁄¬¶·¤±¦¨ ©µ²° ¦µ²º± ¤³¨ ¬
·²·«¨ ¤¯¼ µ¨º¬·«·«¨
°¤¬¬°∏° ²©¥µ¤±¦«¯¨ ±ª·«k°l
冠顶到最大枝长出现层次的
距离占冠长的比例
°µ²³²µ·¬²± ²©·«¨ §¬¶·¤±¦¨ º«¬¦«
·«¨ °¤¬¬°∏° ¥µ¤±¦«¯¨ ±ª·«
¤³³¨ ¤µ¨§·²¦µ²º± ¯¨ ±ª·«k h l
Œt wu s qwzzuz { q{s y qx zv q{y
Œu tz s qt|vt{ { q|s z qx {w quz
Œv u| s qvu|xw z qzy y qx {v qzy
加权平均
• ¬¨ª«·¨§¤√ µ¨¤ª¨¶ ) ) { qwz y qz z| qs{
∞t x| s qyzswx ts qsz w qx ww qy|
∞u t| s qutx|s ts quz x qx xv qxx
∞v ts s qttvyv y qwv x qx y| q|{
加权平均
• ¬¨ª«·¨§¤√ µ¨¤ª¨¶ ) ) | qzy w q{ w| qwz
从图 t !图 u !表 t和表 u中可以看出 o集约经营样木从 w ∗ x °以后枝长主要分布在 tss ∗ vss ¦°
之间 o而粗放经营样木从 x ∗ y °以后枝长则主要分布在 s ∗ tss ¦°之间 ∀从垂直分布层次和枝条数
量的多少来比较 o粗放经营林木的树冠层次明显多于集约经营林木的 o枝条的数量除个别层次外也较
集约经营多 ∀集约经营林木最大枝长出现在枝冠底部的 y ∗ { °两个层次 o而粗放经营则出现在树冠
vy u期 朱春全等 }集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究
中上部 w ∗ y °两个层次 ∀冠顶到最大枝长出现层次的距离占冠长的百分比 o集约为 z|1s{ h o粗放为
w|1wz h ∀粗放经营的枝长分布方式对下部层次造成遮荫 o不利于林木的光合作用 o而集约经营林分枝
长的垂直变化是从树冠顶端开始 o随冠层高度的下降逐步增加 o到中下部达到最大 o因此 o对下层遮荫
较少 o使光合有效面积加大 ∀此外 o集约与粗放经营两个林分相比 o集约经营林木的枝下高较高 o树冠
较短 o但冠层有效长度大 o而粗放经营林木的冠层正好表现出相反特点 o即枝下高较低 o冠层较深 o但有
效冠层短 o这是人为修枝等经营措施造成的树冠结构的明显差异 o是导致两种经营模式林分生产力差
异的主要因素之一 ∀
图 v 集约经营与粗放经营林木枝水平长与垂直长分布拟合图
k空心圆是观测值 o曲线代表拟合值l
ƒ¬ªqv ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¥µ¤±¦««²µ¬½²±·¤¯ ¯¨ ±ª·«¤±§√ µ¨·¬¦¤¯ ¯¨ ±ª·«©²µ
Œt ¤±§∞t ©²µ¨¶··µ¨¨k∞°³·¼ ¦¬µ¦¯¨¬¶·«¨ ²¥¶¨µ√ §¨§¤·¤o¦∏µ√¨¬¶·«¨ ©¬··¨§√¤¯∏¨ l
212 冠形结构分析
u1u1t 枝水平长与垂直长 为了描述树冠形状及其基本框架 o在每一层次内选择较长的枝 o用异速生
长方程进行分析 o异速生长方程可用来确定侧枝水平组分与树冠顶端到着生枝基部之间距离的关系 }
Λζ , ςζ = αΖβεχζ (v)
式中 o Λζ和 ςζ 分别代表距离树冠顶端 Ζ处枝条的水平长与垂直长 ,相关系数 Ρ 显示出在 Π = s .x %
下显著 ,从回归上看 Λζ比 ςζ 显示出较好的回归性 ,将水平组分 !垂直组分的实测结果与异速生长方程
模拟结果绘图比较 , 见图 v o这里仍以 Œt !∞t为例 ∀
从图 v可见 o枝水平长与垂直长的拟合分布 o基本上体现了一级侧枝的分布特点 o如 Œt枝的水平长
从树冠顶端开始随树冠高度下降而逐步增长 o到达树冠基部左右达到最大值 o而垂直长也从顶端开始
wy 林 业 科 学 vy卷
逐渐增长 o在树冠中部左右达到最大值 o而后随冠层深度的增加而减小 ~与此相比 o∞t 枝水平长与垂直
长 o都从顶端开始逐渐增加 o到树冠中部左右达到最大值 o而后减小 ∀由此可见 o集约经营林木枝的水
平长和垂直长分布 o有利于对光能辐射的截获 ∀而粗放经营林木的枝分布 o则造成对下部枝条的遮荫 o
从而不利于光合生产 ∀
u1u1u 树冠形状与枝倾角 在每个层次中选择较大的枝 o用每一枝长水平组分与其对应的高度k从树
冠顶端到枝尖端的距离l绘图 o那么二者之间的关系反映出树冠半径的垂直变化 o这种关系可用 Πξ , ψ的
轨迹进行描述 }
Πξ , ψ = Π{ ξ = Ζ − ςζ , ψ = Λζ} (w)
式中 oξ 代表枝尖端在树干上的投影到冠层顶端的距离 , ψ代表树冠半径 ∀ Πξ , ψ的轨迹较好地描述了树
冠形状 ,为了研究样树个体之间的差异 ,这里绘出了 y株样树的树冠形状图 ,见图 w ∀
图 w 集约经营与粗放经营林木树冠形状拟合
ƒ¬ªqw ƒ¬··¬±ª¦µ²º± ©²µ° ©²µ¬±·¨±¶¬√¨¤±§ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·©²µ¨¶··µ¨ ¶¨
Œt ~ Œu ~p p p Œv q ∞t ~ ∞u ~p p p ∞v q
结果表明 o集约经营林分的树冠形状近似为圆锥形 o而粗放经营林分的树冠形状近似为抛物线形 ∀
前者与后者相比 o更有利于对光的截获 ∀
一级侧枝水平组分与垂直组分的比值 o代表着侧枝与垂直方向上夹角的正切值 o该夹角就是枝倾
角 ∀从总体上看 o枝倾角分布规律并不十分明显 o多数集中在 vs度至 xs度之间 ∀枝倾角的正切值由
方程kvl和kwl结合起来进行描述 }
Τζ = Λζ/ ςζ (x)
仍以 Œt !∞t为研究对象 o结果表明 }对于集约经营林木而言 o其枝倾角明显大于粗放经营林木的枝
倾角 o因此 o有利于对光的截获 1 对于不同大小的个体来说 o被压木的枝倾角相对较大 o这是对弱光环
境的适应性反应 ∀
以上对 Œt和 ∞t各项指标模拟方程的参数如表 v所示 ∀
表 3 Œ1 和 ∞1 枝长 !树冠形状 !枝倾角拟合参数
Ταβ .3 Φιττινγ παραµετερ οφ βρανχη λενγτη !χροων φορµ ανδ βρανχη ινχλινατιον φορ Ι1 ανδ Ε1
参数
°¤µ¤° ·¨¨µ
枝水平长 …µ¤±¦«
«²µ¬½²±¤¯ ¯¨ ±ª·«
枝垂直长 …µ¤±¦«
√ µ¨·¬¦¤¯ ¯¨ ±ª·«
枝冠形状
≤µ²º± ©²µ°
枝倾角 …µ¤±¦«
¬±¦¯¬±¤·¬²±
集约经营
Œ±·¨±¶¬√¨
粗放经营
∞¬·¨±¶¬√¨
集约经营
Œ±·¨±¶¬√¨
粗放经营
∞¬·¨±¶¬√¨
集约经营
Œ±·¨±¶¬√¨
粗放经营
∞¬·¨±¶¬√¨
集约经营
Œ±·¨±¶¬√¨
粗放经营
∞¬·¨±¶¬√¨
α v{ q|tz{ tz qtvtz xs qst{{ yu qusvu wt quvwy uu qvwzt s qutzx s qt{wy
β s q|xyt u qvvxw t qxxyx t qs|wz s q{zyv u qtxwy t q|wvy t qywvz
χ p s qsv|y p s qwvty p s qvttx p s quwvx p s qt{wz p s qu|w{ p s qtxzv p s qtv|w
Ρu s q|ywt s q|vuw s q|tuz s q|stx s q|tw| s q|sut s q|txw s q|s{{
xy u期 朱春全等 }集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究
213 叶面积与累积叶面积指数的分布
y株样木叶面积 !累积叶面积指数及其模拟曲线在冠层中的垂直分布及其模拟曲线如图 x所示 ∀
从图 x可见 o集约经营林木叶面积最大值出现在冠层上部 u ∗ v ° o粗放经营则出现在 v ∗ w ° ∀累积叶
面积指数在树冠中的垂直分布具有明显的差异 o集约经营林木树冠的累积叶面积指数增加显著 o仅最
后一层增加不明显 o而粗放经营林木自冠顶增加缓慢 o在中上部增加较快 o至树冠中部后增加不明显 ∀
用异速生长方程模拟两林分冠层累积叶面积指数分布 o效果很好 o模拟方程及参数如表 w所示 ∀
图 x 叶面积与累积叶面积指数的垂直分布
ƒ¬ªqx ∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¯¨ ¤©¤µ¨¤k„l ¤±§¦∏°∏¯¤·¬√¨¯¨ ¤©¤µ¨¤¬±§¨ ¬k≤„Œl ²©¶·¤±§¤µ§·µ¨ ¶¨
叶面积 ¨¤©¤µ¨¤k°ul ~ ο累积叶面积指数 ≤∏°∏¯¤·¬√¨¯¨ ¤©¤µ¨¤¬±§¨ ¬k°ur°ul ~) ) ) 累积叶面积指数拟合值 ƒ¬··¬±ª√¤¯∏¨ ²© ≤„Œq
表 4 叶面积 !累积叶面积指数及累积叶面积指数的模拟方程 ≠
Ταβ .4 Λεαφ αρεα(ΛΑ) !χυµ υλατιϖελεαφ αρεαινδεξ(ΧΛΑΙ) ανδ ιτσφιττινγ εθυατιον οφ στανδαρδ τρεεσ
级内样树
≥·¤±§¤µ·µ¨ ¶¨
叶面积
„k°ul
累积叶面积指数
≤„Œk°u ° p ul
累积叶面积指数模拟方程
ƒ¬··¬±ª¨´ ∏¤·¬²± ²© ≤„Œ Ρ
u
Œt xt qu|ts u q{w|x ψ€ s .uvvw Ζt .z{|v ε p s .txzu Ζ s .|{xt
Œu z| q|uxy w qwwsv ψ€ s .v|tz Ζt .{uus ε p s .tzw{ Ζ s .||zt
Œv ww qzsyy u qw{vz ψ€ s .uuvv Ζt .{tty ε p s .ty{w Ζ s .||{z
加权平均
• ¬¨ª«·¨§¤√ µ¨¤ª¨¶ xw qyxuu v qsvyu Ψ € s .uysz Ζ
t .{svs ε p s .tywv s .||t|
∞t vw q{||w t q|v{| ψ€ s .sv{v Ζu .zy|y ε p s .uwyv Ζ s .||yv
∞u yv qsztw v qxsws ψ€ s .tttv Ζu .vt{s ε p s .t|wu Ζ s .||yu
∞v t| qv|uv t qszww ψ€ s .tuxs Ζu .xx{u ε p s .wsww Ζ s .||vy
加权平均
• ¬¨ª«·¨§¤√ µ¨¤ª¨¶ v{ q{uwu u qtz{y Ψ € s .syv| Ζ
u .yw{s ε p s .uxvs s .||ys
≠ ψ为累积叶面积指数 , Ζ是自冠顶起始的冠层距离 ∀Ψ¬¶·«¨ ¦∏°∏¯¤·¬√¨¯¨ ¤©¤µ¨¤¬±§¨ ¬o Ζ¬¶·«¨ §¬¶·¤±¦¨ ©µ²° ¦µ²º± ¤³¨ ¬·²¦µ²º±
¤¯¼ µ¨q
yy 林 业 科 学 vy卷
用分级标准木法实测叶面积指数 o集约经营为 v1svyu°u ° p u o粗放经营则为 u1tz{y°u ° p u o集约
是粗放的 t1w 倍 ∀集约与粗放经营累积叶面积指数可以分别用下列方程进行估测 } Ι ≤„Œ =
s1uysz 3 Ζt .{svs ε−s .tywv Ζ( Ρu = s .||t|)和 Ε≤„Œ = s .syv| 3 Ζu .yw{s ε−s .uxvs Ζ( Ρu = s .||ys) ∀分别以林
分标准木冠长为自变量 o用上述模型计算集约与粗放经营累积叶面积指数分别为 v1tuut°u ° p u和
u1uyt| °u ° p u o分别与实测值相差 u1{ h和 v1{ h ∀上述模型较好地模拟了集约与粗放经营林木叶面
积指数在冠层的垂直分布 ∀实践中多用林分标准木进行叶面积指数的估测 o为了比较分级标准木法得
出的平均累积叶面积指数模型与林分标准木之间的一致性 o建立了两者之间的相关模型 o见图 y ∀
从图 y可见 o集约与粗放经营标准木的累积叶面积垂直分布与对应方程模拟的结果具有紧密的正
相关 o证明可以利用林分标准木的测定值对杨树人工林的累积叶面积指数的垂直分布进行估测 ∀
图 y 集约与粗放经营人工林平均累积叶面积指数kŒµ o∞ µl
的分布与林分标准木kŒt o∞tl的比较及其相关关系
ƒ¬ªqy „√ µ¨¤ª¨ ≤„Œ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ©²µ¬±·¨±¶¬√ k¨Œ µl ¤±§ ¬¨·¨±¶¬√ k¨∞ µl
°¤±¤ª¨ ° ±¨·³¯¤±·¤·¬²± ¤±§·«¨ ¦²µµ¨ ¤¯·¬²± º¬·«·«¨ ° ¶·¤±§¤µ§·µ¨ k¨Œt o∞tl µ¨¶³¨ ¦·¬√¨¯¼
) ) ) 集约经营累积叶面积指数 ≤„Œ©²µŒ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o ο
Œt累积叶面积指数 ≤„Œ ²© Œt o 粗放经营累积叶面积指数
≤„Œ©²µ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o ϖ ∞t 累积叶面积指数 ≤„Œ ©²µ
∞t ~
) ) ) 集约经营拟合值 ƒ¬··¨§√¤¯∏¨ ©²µŒ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o ο集约
经营累积叶面积指数 ≤„Œ ²©Œ±·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o 粗放经
营拟合值 ƒ¬··¨§√¤¯∏¨ ©²µ ¬¨·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·o ϖ 粗放经营累积
叶面积指数 ≤„Œ ²© ∞¬·¨±¶¬√¨ °¤±¤ª¨ ° ±¨·q
v 讨 论
经营措施对树冠形状 !枝分布 !枝倾角及叶面积和叶面积指数具有显著的影响 ∀
集约经营林木树冠形状曲线呈圆锥形 o而粗放经营林木树冠形状曲线呈抛物线形 ~集约经营最大
枝长出现部位在树冠的下部 o而粗放经营最大枝长出现在树冠的中部 ~集约经营林木的枝倾角比较粗
放经营林木的枝倾角大 o两种经营模式下被压木的枝倾角均较大 o表现出明显的弱光条件下的适应性
反应 ∀一些学者的研究表明 o入射光的角度分布是影响树冠形状的主要因子k…µ∏±¬ª±ot|zyl ~较大入射
角的光束更容易被树冠截获 o而很难到达树冠下部k‹¤¶«¬°²·²ot|{ul o所以 o只有入射角度较小的光才
能到达下层树冠 o在这样的光环境下 o枝倾角的加大 o以及圆锥形树冠有利于对光的截获 ∀
集约经营林木树冠叶面积最大值出现在冠层上部 u ∗ v °之间 o粗放经营则出现在 v ∗ w °之间 ~
累积叶面积指数在树冠中的垂直分布具有明显的差异 o集约经营树冠的累积叶面积指数增加显著 o而
粗放经营则增加缓慢 ∀用分级标准木法实测叶面积指数 o集约经营为 v1svyu °u ° p u o粗放经营则为
u1tz{y °u ° p u o集约经营林木是粗放的 t1w倍 ∀
集约与粗放经营林木累积叶面积指数可以分别用下列模 型进 行估测 } Ι ≤„Œ =
s1uysz 3 Ζt .{svs ε−s .tywv Ζ( Ρu = s .||t|)和 Ε≤„Œ = s .syv| 3 Ζu .yw{s ε−s .uxvs Ζ( Ρu = s .||ys) ∀分别以平
zy u期 朱春全等 }集约与粗放经营杨树人工林树冠结构的研究
均木冠长为自变量 o用上述模型计算集约与粗放经营林木累积叶面积指数 o分别为 v1tuut°u ° p u和
u1uyt| °u ° p u o分别与实测值相差 u1{ h和 v1{ h ∀
研究表明 o利用标准木的测定值能可靠地估测林分的垂直叶面积指数分布 ∀集约与粗放经营标准
木的累积叶面积垂直分布与对应模型模拟的结果具有紧密的正相关 o Ι ° = t .s{zw Ιt( Ρu = s .|{v{) ;
Ε° = t .utzz Εt( Ρu = s .|{zs) ∀
圆锥形树冠 !较大的枝倾角和较高叶面积指数是集约经营林分生产力高的重要因素 ∀
研究证明 o异速生长方程可准确地描述杨树冠层一级侧枝分布 !树冠形状 !枝倾角的垂直变化和累
积叶面积指数的垂直分布 ∀
参 考 文 献
朱春全等 1 集约与粗放经营杨树人工林叶片光 ) 光合作用模型 1 王世绩主编 1 杨树研究进展 1 北京 }中国林业出版社 ot||x ov{ ∗ wv
朱春全等 1 集约与粗放经营杨树人工林生物量的研究 1 东北林业大学学报 1t||z o∂ ²¯ quxkxl }xv ∗ xy
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