趙國華

（承德市灤平國有林場管理處金溝屯林場，河北 灤平 068252）

枝下高與樹干干形關(guān)系的研究

趙國華

（承德市灤平國有林場管理處金溝屯林場，河北 灤平 068252）

該文利用3塊樺樹標(biāo)準(zhǔn)地的79棵標(biāo)準(zhǔn)木和3塊山楊標(biāo)準(zhǔn)地的70棵標(biāo)準(zhǔn)木材料，研究了2個樹種枝下高與干形指標(biāo)間的關(guān)系。結(jié)果表明：山楊與樺樹的帶皮和去皮干形指標(biāo)雖然有差別，但是差別并不明顯。樺樹和山楊帶皮和去皮的胸高形數(shù)和胸高形率均隨枝下高的增加而逐漸變小，也有一定的波動性。

枝下高；樹干干形；樹木的發(fā)育；樺樹；山楊

枝下高（冠下高）是指樹干上第一個一級干枝以下的高度。由于各樹種的遺傳特性的差異，其枝下高各不相同。即便是相同樹種，也因生長環(huán)境的不同，其枝下高差異也非常大。一般來說，孤立木或生長空間較大的樹木枝下高比較低，其樹木較尖削［1］，而生長在比較密的林分中的樹木，因競爭而表現(xiàn)的自然整枝現(xiàn)象明顯，其枝下高相對比較高，其樹干比較通直飽滿，可見枝下高對樹干的影響是比較明顯的［2］。因此研究枝下高與樹干干形關(guān)系及變化規(guī)律，對森林資源的合理經(jīng)營和科學(xué)管理具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1　研究區(qū)域的水文概況

研究地區(qū)位于河北省承德市林場，承德是河北省省轄市，地處河北省東北部，灤河與武烈河交匯處。位于東經(jīng)115°54′～119°15′，北緯40°11′～42°40′，處于華北和東北兩個地區(qū)的連接過度地帶。屬溫帶大陸性季風(fēng)型山地氣候，四季分明。冬天雖然寒冷，但由于四周環(huán)山，阻滯了來自蒙古高原寒流的襲擊，故溫度要高于同緯度其他地區(qū)；夏季涼爽，雨量集中，基本上無炎熱期。春季干旱少雨；夏季溫和多雷陣雨；秋季涼爽，晝夜溫差大、霜害較重；冬季寒冷少雪。年日照時數(shù)2400h，年平均氣溫的分布是由北向南升高，平均6.4℃，無霜期110d左右。平均氣溫年變化特征是：從2月份起溫度逐月升高，7月為最熱月，8月份溫度開始下降，1月份為最冷月。多年平均降雨量402.3～882.6mm，南部627.1～882.6mm；中部501.0～609.1mm；北部為402.3～515.4mm；壩上411.6～514.0mm。承德地區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū)，冬季12～2月以偏北風(fēng)為主，夏季6～8月以偏南風(fēng)為主，春秋兩季是這兩種氣流的轉(zhuǎn)換季節(jié)，春季接近夏季情況，秋季則近于冬季。除靜風(fēng)外，年最多風(fēng)向為西南和西北。年平均風(fēng)速為1.4～4.3m/s。

2　研究材料與方法

2.1研究材料

采用典型選樣的方法，在河北省承德市金溝屯林場的樺樹天然次生林和山楊天然次生林，共設(shè)置6塊標(biāo)準(zhǔn)地（其中樺樹標(biāo)準(zhǔn)地3塊，山楊標(biāo)準(zhǔn)地3塊），在標(biāo)準(zhǔn)地中選取149株樣木，其中樺樹樣木為79株，山楊的樣木為70株。測量每株樣木的胸高直徑、樹高、冠長。并按區(qū)分求積方法量取各區(qū)分段的帶皮直徑和去皮直徑，計算每株樹木的材積。

2.2研究方法

2.2.1樹干干形指標(biāo)

（1）計算胸高形數(shù)。根據(jù)胸高形數(shù)的定義，即：f1.3=V/g1.3h計算。

式中V—樹干材積；g1.3—胸高斷面積；h—樹高。

（2）計算帶皮和去皮胸高形率［3］。根據(jù)胸高形率，即：q2=d1/2/d1.3計算。

式中d1/2—樹高1/2處的直徑；d1.3—胸高直徑。

以各徑階的枝下高和樹干干形指標(biāo)的平均值以及各徑階的平均值，分析各樹干干形指標(biāo)與枝下高的相關(guān)關(guān)系。

2.2.2計算枝下高相對值

（3）計算枝下高相對值；分析不同枝下高樹干干形的差異和變化規(guī)律。按Ph枝=（h枝/h）%

式中h枝—枝下高；h—樹高；Ph枝—枝下高相對值。

3　結(jié)果與分析

3.1樺樹枝下高對樹干干形的影響

樺樹在寒溫帶至亞熱帶一定海拔高度范圍的山地均有分布，說明樺樹是一個分布較廣的樹種。根據(jù)樣木的實測資料，按照區(qū)分求積方法和公式（1）、（2）、（3），分別計算樹干的帶皮材積（V帶）、去皮材積（V去）、帶皮形數(shù)f1.3、帶皮形率（q2帶）、去皮形率（q2去）、枝下高相對值（見表1），并繪制干形指標(biāo)與枝下高的相關(guān)關(guān)系圖（見圖1、圖2）。

表1　樺樹各測樹因子情況

圖1　樺樹胸高形數(shù)變化

圖2　樺樹胸高形率變化

從表1和圖1、圖2可知：樺樹枝下高的變化范圍為2.3～8.2m，平均為5.5m，變異系數(shù)為35.80%；相對枝下高的變化范圍為53.03%～64.57%，平均為57.69%，變異系數(shù)為6.00%；帶皮胸高形數(shù)的變化范圍為0.410～0.682，平均為0.519，變異系數(shù)為13.74%；帶皮形率的變化范圍為0.53～0.83，平均為0.69，變異系數(shù)為9.94%；去皮形率的變化范圍為0.53～0.83，平均為0.69，變異系數(shù)為9.95%。而隨著枝下高的高度增加，無論是形數(shù)還是形率均有增加趨勢，這與枝下高越高樹干越通直飽滿的客觀觀點不相符，但卻與所采用的干形指標(biāo)，胸高形數(shù)和胸高形率的特點，即隨樹高的增加而胸高形數(shù)與胸高形率逐漸變小的特性一致［4］。

3.2山楊干形的變化規(guī)律

山楊是一個落葉喬木樹種，并且具生長快、用途廣、適應(yīng)性強、易繁殖的特點，是我國重要的用材樹種之一，是高山水源涵養(yǎng)的重要樹種。根據(jù)樣木的實測資料，按照區(qū)分求積方法和公式（1）、（2）、（3），分別計算樹干的帶皮材積（V帶）、去皮材積（V去）、帶皮形數(shù)f1.3、帶皮形率（q2帶）、去皮形率（q2去）、枝下高相對值（見表2），并繪制干形指標(biāo)與枝下高的相關(guān)關(guān)系圖（見圖3、圖4）。

從表2和圖3、圖4可知：山楊枝下高的變化范圍為5.5～9.3m，平均為7.6m，變異系數(shù)為15.33%；相對枝下高的變化范圍為45.95%～62.90%，平均為58.81%，變異系數(shù)為7.96%；帶皮胸高形數(shù)的變化范圍為0.357～0.552，平均0.478，變異系數(shù)為10.27%；帶皮形率的變化范圍為0.54～0.81，平均為0.67，變異系數(shù)為8.83%；去皮形率的變化范圍為0.53～0.74，平均為0.67，變異系數(shù)為8.41%。而隨著枝下高高度的增加，無論是形數(shù)還是形率均有減小趨勢，這與枝下高越高樹干越通直飽滿的客觀觀點不相符，但卻與所采用的干形指標(biāo)，即胸高形數(shù)和胸高形率的特點，即隨樹高的增加而胸高形數(shù)與胸高形率逐漸變小的特性一致。

表2　山楊各測樹因子

圖4　山楊胸高形率變化

4　結(jié)果與討論

樹干是一個較復(fù)雜的幾何體，其樹干的干形除受立地條件、年齡等因素的影響外，受到枝下高的影響也較大。

（1）樺樹和山楊的帶皮和去皮胸高形數(shù)和胸高形率雖然有差別，但差別并不明顯。

（2）樺樹和山楊帶皮和去皮的胸高形數(shù)和胸高形率均隨枝下高的增加而逐漸變小，也有一定的波動性。

（3）樺樹和山楊的帶皮和去皮的胸高形數(shù)和胸高形率均隨著枝下高的高度增加有減小趨勢，這與枝下高越高樹干越通直飽滿的客觀觀點［5］不相符，但與所采用的干形指標(biāo)，即胸高形數(shù)和胸高形率的特點，即隨樹高的增加而胸高形數(shù)與胸高形率逐漸變小的特性一致。

［1］張保鋼，楊伯鋼.樹木生長的可視化研究［J］.四川林勘設(shè)計，2011，（1）：34-37.

［2］徐成立，張景蘭，陳東來.樹冠圓滿度對樹木生長的影響及作用研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，（28）：45-48.

［3］孟憲宇.測樹學(xué)［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1996：26-34.

［4］蔣伊尹，郎奎健，方懷龍.闊葉樹干形主要成分的初步研究［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1983，（1）.

［5］Hush B，Miller C I，Beers T W.Forest Mensuration ［M］.The Ronald Press Company·New York，1972：137-146.

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1002-3356（2015）05-0003-03

2015-03-09