謝振財(cái)

(吉林省國(guó)土資源調(diào)查規(guī)劃研究院,吉林 長(zhǎng)春 130061)

水曲柳(Fraxinusmandschurica)又名東北梣，木犀科，梣屬，落葉喬木，最高可達(dá)30m。是東北三大硬闊葉樹種之一，多分布于東北、華北地區(qū)，是家具、樂器、體育器具、車船、機(jī)械等物品的制造原材料。水曲柳屬陽(yáng)性樹種，適應(yīng)性極強(qiáng)，能在寒冷、鹽堿、水濕等特殊條件下生長(zhǎng)，多長(zhǎng)于海拔700～2100m的山區(qū)，一般生長(zhǎng)在山坡疏林地或河谷平緩山地。在肥沃濕潤(rùn)土壤，生長(zhǎng)迅速，伐根具有較強(qiáng)的萌蘗性，萌條生長(zhǎng)迅速。水曲柳的研究一直備受關(guān)注，已有學(xué)者對(duì)水曲柳的組培[1]、生長(zhǎng)模型[2]、優(yōu)勢(shì)樹種的選擇[3]等方面進(jìn)行了研究，研究表明，水曲柳的生長(zhǎng)受立地條件的影響較大，不同地區(qū)的水曲柳生長(zhǎng)狀況會(huì)有所不同。林木材積模型能夠比較精準(zhǔn)地推測(cè)出單株樹木以及純林的材積,為合理開發(fā)利用樹木提供了一定的理論依據(jù)，有很多學(xué)者對(duì)一元立木材積模型W=aDb[4]和二元立木材積模型W=aDbHc[5-7]進(jìn)行了研究，證實(shí)這兩個(gè)模型準(zhǔn)確度較高，適合模擬水曲柳材積。二道白河是吉林省天然水曲柳分布主要地區(qū)之一，對(duì)水曲柳材積模型的研究，能夠?yàn)楫?dāng)?shù)厮暮侠黹_發(fā)與利用提供一定的理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)概況

白河林業(yè)局位于吉林省延邊朝鮮族自治州安圖縣的南部，位于長(zhǎng)白山腳下，地理坐標(biāo)為127°53′—128°34′E，42°01′—42°48′N，南北長(zhǎng)64.8km，總面積約19143.96km2。白河林業(yè)局屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬長(zhǎng)夏短，低溫多雨。全局年平均氣溫為2.2℃，最熱的七月份平均氣溫為27.9℃，最冷的一月份平均氣溫為-26.6℃。全年無(wú)霜期為110d左右。年平均降水量為700mm左右，多集中于6-8月份。結(jié)霜和降雪早來(lái)晚退，結(jié)凍期甚長(zhǎng)，冬季最大積雪厚度為1m多，最大凍土深度為1.7m左右。境內(nèi)森林密布，森林覆蓋率高達(dá)94%，有林地面積272883hm2。該地區(qū)植被類型繁多，樹種多達(dá)120余種，其中，有30多種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，如：紅松、長(zhǎng)白落葉松、胡桃楸、水曲柳等，年均出材量約30萬(wàn)立方米。

2 研究方法

調(diào)查地區(qū)水曲柳胸徑在10～52cm之間分布最多，調(diào)查人員需攜帶圍尺、皮尺、記錄紙、筆、油鋸等工具，以2cm劃分為一個(gè)徑級(jí)，選取林區(qū)內(nèi)徑級(jí)在10～52cm之間，生長(zhǎng)正常、無(wú)斷稍、無(wú)分叉、無(wú)病蟲害的水曲柳樣木，準(zhǔn)確測(cè)量并記錄每株樹木的胸徑。伐倒后測(cè)量水曲柳的樹高，樣木樹高小于等于10m的采用1m區(qū)分段，樹高大于10m的采用2m區(qū)分段。用胸徑尺準(zhǔn)確測(cè)量每個(gè)區(qū)分段的直徑，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。每個(gè)徑級(jí)的水曲柳選取3株，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用區(qū)分段面積求材積的方法，計(jì)算出每株樹的材積，再運(yùn)用Excel軟件和SAS程序?qū)⑺脭?shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。

3 結(jié)果與分析

外業(yè)抽樣調(diào)查水曲柳共計(jì)66株，根據(jù)外業(yè)實(shí)際測(cè)量的22個(gè)徑級(jí)的水曲柳胸徑和樹高數(shù)據(jù)，最終以散點(diǎn)圖的形式表示出來(lái)，如圖1所示。

圖1 不同胸徑樹高分布格局

利用圓柱體公式計(jì)算各個(gè)區(qū)分段的材積，梢頭材積用圓錐體公式計(jì)算，區(qū)分段材積之和加上梢頭材積即立木材積。最終將同徑級(jí)水曲柳樹高和材積分別計(jì)算平均值，不同徑級(jí)水曲柳平均材積作差得到平均材積增長(zhǎng)量，最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2水曲柳樹高、材積分布表

從表2可以看出，水曲柳隨著徑級(jí)的不斷升高，平均樹高有所波動(dòng)，平均材積不斷增大呈上升的趨勢(shì)。其中24～26徑級(jí)、34～36徑級(jí)、36～38徑級(jí)立木材積增長(zhǎng)量都超過(guò)了0.1m3，12～14徑級(jí)、14～16徑級(jí)、30～32徑級(jí)、32～34徑級(jí)、44～46徑級(jí)立木材積增長(zhǎng)量均少于0.02m3，雖然不是同一株樹木的材積增長(zhǎng)量，但調(diào)查樹木來(lái)自同一地區(qū)，立地條件相同，因此，對(duì)于不同徑級(jí)的水曲柳立木材積的增長(zhǎng)有一定的參考價(jià)值。

為了探討水曲柳不同徑級(jí)的樹木材積之間的差異性，利用SAS軟件對(duì)不同徑級(jí)的水曲柳平均材積進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果如表3所示。

表3不同徑級(jí)水曲柳單因素方差分析

從表3可以看出，P值小于0.0001，達(dá)到了極顯著水平，說(shuō)明水曲柳各個(gè)徑級(jí)的材積總體上差異是極顯著的，水曲柳生長(zhǎng)比較迅速。

對(duì)調(diào)查的不同徑級(jí)水曲柳建立樹高與徑級(jí)的回歸方程，根據(jù)一元立木材積模型W=aDb和二元立木材積模型W=aDbHc，求出各參數(shù)a、b、c的值，并計(jì)算擬合度，比較擬合度的大小，結(jié)果如表4所示。

表4水曲柳立木材積模型

從表4可以看出，兩個(gè)模型的R2值都超過(guò)了0.9，說(shuō)明兩個(gè)立木材積模型的擬合度都很高，都適合水曲柳立木材積的推算，其中二元立木材積模型的擬合度要比一元立木材積的擬合度略高，說(shuō)明模型W=aDbHc擬合水曲柳的材積更為精準(zhǔn)。

4 結(jié)論與討論

水曲柳作為東北地區(qū)重要的喬木樹種之一，在調(diào)節(jié)氣候和發(fā)展經(jīng)濟(jì)方面起著重要作用，從調(diào)查結(jié)果來(lái)看，白河林業(yè)局的水曲柳生長(zhǎng)狀況良好，樹木在14～16徑級(jí)時(shí)立木材積增長(zhǎng)最小，34～36徑級(jí)時(shí)立木材積增長(zhǎng)最大。通過(guò)方差分析得知，不同徑級(jí)的水曲柳材積差距較大，二元立木材積模型比一元立木材積模型精準(zhǔn)，在測(cè)量小面積的林木材積時(shí)適用二元立木材積模型，測(cè)量大面積林木時(shí)適合使用一元立木材積模型。