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        大葉柳地上部鮮生物量預(yù)測最佳數(shù)學(xué)模型篩選

        2019-04-29 00:00:00吳宗成方彩紅安樹康
        鄉(xiāng)村科技 2019年5期

        [摘 要] 通過對冷涼性濕潤區(qū)陰坡、陽坡、河灘地不同立地類型地埂上生長的大葉柳生長量和鮮生物量進行調(diào)查,采用回歸分析方法,回歸得到6種單枝枝鮮質(zhì)量和葉鮮質(zhì)量的預(yù)測數(shù)學(xué)模型,從中篩選得到[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0]、[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6]、[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2]、[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8]4種預(yù)測單枝枝鮮質(zhì)量和葉鮮質(zhì)量的最佳數(shù)學(xué)模型,其預(yù)測精度都在90%以上,其中地上部鮮生物量可用[W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量]方程計算得到。上述預(yù)測數(shù)學(xué)模型可在大葉柳地上部鮮生物量調(diào)查中推廣應(yīng)用,將獲得事半功倍的效果。

        [關(guān)鍵詞] 大葉柳;生長量;鮮生物量;數(shù)學(xué)模型

        [中圖分類號] S792.12 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-7909(2019)05-92-2

        大葉柳(Salix jishiensis C.F.Fang et J.Q.Wang)系楊柳科柳屬康定柳與旱柳的天然雜交種,以葉片大而得名,是甘肅省的特有種。其垂直分布于海拔1 800~2 600 m,水平分布在甘肅省臨夏州西南部、定西市南部及甘南州大夏河流域,以臨夏州臨夏縣、積石山縣分布最多,栽植于宜林荒山荒地和農(nóng)田地埂。大葉柳為中生陽性喜光樹種,具有抗寒、喜水濕、抗風(fēng)、不怕泡淹、不怕沙埋、生長迅速、萌芽性強、生物量大、枝條柔軟、燃燒值高、主根發(fā)達、側(cè)根和須根密集如網(wǎng)以及對土壤要求不嚴等特點。既可營造防護林、用材林、薪炭林,又可發(fā)展采條林、飼料林[1]。為挖掘大葉柳生產(chǎn)潛力,合理經(jīng)營、利用、發(fā)展大葉柳,解決群眾薪材、編織材、飼料等,預(yù)測其枝、葉鮮生物量具有實際意義。

        1 調(diào)查區(qū)概況

        調(diào)查區(qū)位于甘肅省臨夏縣韓集鎮(zhèn),氣候?qū)倮錄鲂詽駶檯^(qū),海拔2 155~2 231 m,年平均氣溫5.2~5.9 ℃,極端高溫35.8 ℃,極端低溫-25.7 ℃,≥10 ℃積溫1 923 ℃,日照時間2 323.4 h,無霜期147 d,年降水量651 mm,且分布不均勻,多集中在7—9月,年蒸發(fā)量1 264 mm。土壤黑麻土(陰坡)、麻土(陽坡)、草甸土(河灘地),土層厚,質(zhì)地疏松,土壤肥沃,土壤pH值7.8,無灌溉條件。

        2 調(diào)查內(nèi)容及方法

        在冷涼性濕潤區(qū)不同立地條件(陰坡、陽坡、河灘地)下,調(diào)查大葉柳的生長量、鮮生物量和萌條數(shù)。調(diào)查采用隨機抽樣的方法,每叢選擇3~6條大小不等的枝條,分別量測枝長、枝徑及枝齡,其平均值即為該叢的標準枝生長量,分別稱與標準枝生長量接近的枝條的枝鮮質(zhì)量、葉鮮質(zhì)量,并量測枝長、枝徑,調(diào)查枝齡,該枝枝鮮質(zhì)量與葉鮮質(zhì)量之和乘以萌條數(shù)即為該叢之鮮生物量。共調(diào)查39叢,其中陰坡10叢、陽坡9叢、河灘地20叢。

        3 生物量數(shù)學(xué)模型建立與分析

        3.1 用枝長預(yù)測枝鮮質(zhì)量

        依據(jù)枝鮮質(zhì)量與枝齡的實際關(guān)系,選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb]比較切合實際。其中,[H]為枝長,單位m;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.034 "4H3.053 "5],相關(guān)系數(shù)[r=0.834 nbsp;3gt;r0.001f=37=0.518 "9],相對誤差7.02%,精度92.98%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值。

        3.2 用枝徑預(yù)測枝鮮質(zhì)量

        依據(jù)枝鮮質(zhì)量與枝齡的實際關(guān)系,選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aDb]比較切合實際。其中,[D]為枝徑,單位cm;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0],相關(guān)系數(shù)[r=0.927 "7gt;r0.001f=37=0.518 9],相對誤差4.03%,精度95.97%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值。

        3.3 用枝長枝徑預(yù)測枝鮮質(zhì)量

        因枝鮮質(zhì)量與枝條材積成正比,而枝條材積與枝長、枝徑均成正比,故建立數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb1Db2]比較切合實際。其中,[H]為枝長,單位m;[D]為枝徑,單位cm;[a]、[b1]、[b2]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6],復(fù)相關(guān)系數(shù)[r=0.927 "7gt;r0.00 1f=37=0.518 "9],相對誤差4.09%,精度95.91%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值。

        3.4 用枝長預(yù)測葉鮮質(zhì)量

        依據(jù)葉鮮質(zhì)量與枝齡的實際關(guān)系,選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb]比較切合實際。其中,[H]為枝長,單位m;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.023 "2H2.423 "6],相關(guān)系數(shù)[r=0.719 "1gt;r0.001f=37=0.518 "9],相對誤差9.65%,精度90.35%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值。

        3.5 用枝徑預(yù)測葉鮮質(zhì)量

        依據(jù)葉鮮質(zhì)量與枝齡的實際關(guān)系,選擇數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aDb]比較切合實際。其中,[D]為枝徑,單位cm;[a]、[b]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8],相關(guān)系數(shù)[r=0.777 "8gt;r0.001f=37=0.518 "9],相對誤差8.04%,精度91.96%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值。

        3.6 用枝長枝徑預(yù)測葉鮮質(zhì)量

        因葉鮮質(zhì)量與枝長、枝徑均成正比,故建立數(shù)學(xué)模型[W枝鮮質(zhì)量=aHb1Db2]比較切合實際。其中,[H]為枝長,單位m;[D]為枝徑,單位cm;[a]、[b1]、[b2]均為回歸系數(shù)。經(jīng)回歸得到回歸方程[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2],復(fù)相關(guān)系數(shù)[r=0.779 "2gt;r0.001f=37=0.518 "9],相對誤差7.96%,精度92.04%,回歸關(guān)系達到極顯著水平,具有較高的預(yù)測價值[2]。

        3.7 地上部鮮生物量預(yù)測

        地上部鮮生物量預(yù)測模型為:

        [W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量],其中[n]為萌條數(shù)。

        4 結(jié)論及建議

        ①6個預(yù)測數(shù)學(xué)模型預(yù)測精度都在90%以上,具有較高的價值。在單枝枝鮮質(zhì)量預(yù)測數(shù)學(xué)模型中,單因子(枝徑)預(yù)測價值最佳,雙因子(枝徑、枝長)次之,單因子(枝長)最差;在單枝葉鮮質(zhì)量預(yù)測數(shù)學(xué)模型中,雙因子(枝徑、枝長)預(yù)測價值最佳,單因子(枝徑)次之,單因子(枝長)最差。

        ②地上部鮮生物量可用[W地上部鮮生物量=nW枝鮮質(zhì)量+W葉鮮質(zhì)量]方程計算得到。

        ③預(yù)測數(shù)學(xué)模型僅適用于株距4 m以上單行或雙行的1~4年生枝條。

        ④預(yù)測數(shù)學(xué)模型為大葉柳的合理經(jīng)營、開發(fā)利用及大力發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

        ⑤建議將[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "6D2.529 "0]、[W枝鮮質(zhì)量=0.055 "3H0.015 "6D2.518 "6]、[W葉鮮質(zhì)量=0.322 "0H0.355 "1D1.717 "2]、[W葉鮮質(zhì)量=0.035 "8D1.954 "8]4種預(yù)測數(shù)學(xué)模型在大葉柳地上部鮮生物量調(diào)查中推廣應(yīng)用,將獲得事半功倍的效果。

        參考文獻

        [1]王國玉,安樹康,姬學(xué)虔.大葉柳特性及其栽培技術(shù)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2014(21):97-98.

        [2]安樹康.梨葉面積最佳預(yù)測模型篩選[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003(4):463-466.

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