不同生长势杉木成熟林胸径-树高生长曲线研究

旨在研究福建省将乐县国有林场地区不同生长势杉木成熟林胸径-树高状况,以福建将乐国有林场不同生长势杉木成熟林为研究对象,采用树干解析的方法获取杉木优势木、中庸木和被压木的胸径-树高实测数据,利用SPSS 19.0拟合3种不同生长势杉木成熟林的胸径-树高模型。建立杉木优势木树高的幂函数模型,ln(H)=0.891×D^0.376;杉木中庸木树高的幂函数模型,ln(H)=0.669×D^0.504;杉木被压木树高的幂函数模型,ln(H)=0.643×D^0.542。结果表明,3种非线性回归模型的判定系数R²都>0.910,D_1.3能够很好解释各器官树高。对指导将乐地区杉木营林生产提供了疏伐选木的依据和抚育采伐开始及采伐强度的信息。     

杉木与毛红椿混交林胸径和树高生长规律研究

杉木与毛红椿按8∶1比例插花混交林及杉木纯林胸径和树高生长规律研究结果表明:杉木与毛红椿混交林中毛红椿和杉木胸径和树高生长规律存在差异。毛红椿树高早期生长迅速,且持续时间较长。杉木在造林后2~3年高生长缓慢,从第3年开始上升。2种树种进入速生期的时间有差别,速生持续时间也不尽相同。利用2种树种不同生长发育时期进行混交具有合理性。混交林中毛红椿胸径生长在早期比杉木快,生长高峰比杉木来得早,与树高生长规律有相似性。混交林中杉木树高生长有3个高峰期,杉木纯林只有1个高峰期,混交林中杉木胸径连年生长量及平均生长量均高于杉木纯林。连年生长量与平均生长量交点出现在9.3年,比杉木纯林推迟0.7年,峰值更大,混交后促进了杉木高径生长。同时探讨了不同生长发育时期的经营管理技术。     

不同林龄杉木胸径树高与冠幅的通径分析

为了解杉木林分不同发育阶段冠幅因子的变化规律,以及胸径和树高对冠幅因子的影响程度,运用通径分析方法分析了福建将乐林场5种杉木纯林中胸径和树高与冠幅因子之间的关系。结果表明:1)冠幅的增长主要是在中龄到接近成熟这个阶段,冠幅范围主要在0.3~1.8 m;2)杉木林发育不同阶段的冠高率分布在区间0.3~0.9,总平均冠高率为0.50;3)胸径对冠幅具有显著的正向作用,且随着林分的发育,正向作用逐渐增强,树高只在幼龄和过熟阶段对冠幅起正面作用;4)胸径与树高对冠形率均具有显著的负作用,其中,对冠形率起显著作用的主要是树高,这种负作用在近熟林时最小,成熟林时最大。     

杉木人工林南北坡向树高-胸径生长曲线研究

以SPSS为统计工具,将坡向分成南面坡和北面坡,对桃源县杉木人工林的胸径及树高曲线进行了拟合。Compound模型表明:同一胸径下,生长于南面坡的杉木,其树高和生长速度高于北坡;长势好的树木,具有更强的竞争力,生长速度更好。理论分析与实际情况相符,为杉木林的经营与管理提供了科学依据。     

基于冠幅的杉木人工林胸径和树高参数化预估模型

为了研究杉木生长与形态变量的关系,提高模型预估精度,本文根据福建省65块不同密度、林龄分布于6~35年的杉木人工林样地测量数据,选用了Richards理论方程,分别构建了杉木胸径和树高生长模型。在此基础上,分析理论方程中参数与冠幅(CW)的关系,建立两者间的关系函数;使用参数预估法构造胸径和树高的参数化预估模型,并对原模型和参数化模型进行模型检验、残差分析,讨论了冠幅与林木生长之间的关系。结果表明:胸径和树高Richards方程中,参数a与CW呈正比,参数b与CW呈反比,c则与CW呈现出类似正态分布的关系;与传统的理论方程相比,参数化模型提高了杉木胸径树高预估的精度。本文所构建的模型能间接反映林分因子的状态,同时对于分析林木竞争、光合作用、模拟林木三维可视化等方面也提供了一种模式。      

基于Richards方程的杉木树高生长模型

利用Richards生长方程构建杉木Cunninghamia lanceolata树高生长模型。以福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林为研究对象．基于15块杉木人工林标准地野外调查数据。在分析林分相对胸径（出）和相对树高（hR）规律的基础上,拟合了胸径．树高曲线、胸径一株数累积（％）曲线以及树高一株数累积（％）曲线。根据林分结构现状,应用SPSS20统计软件模拟了杉木树高生长模型。结果表明：在95％置信区间内,模型的相关指数达到了0．993,求得参数A=28．606,B=1．094．k=0．031,m=-0．466,且各参数的估计值符合杉木的生长规律。此模型大大提高了林木树高因子的模拟精度．并为实现森林资源的优化配置提供基础数据。图3表3参30     

小黑杨胸径和树高的生长动态

以张家口市坝上地区张北县、沽源县无性繁殖苗造林的小黑杨为研究对象,采用树干解析法获取3种方式繁殖(插条、断根和埋桩)造林的小黑杨的树高和胸径生长数据,利用Richards生长曲线方程和加权平均法,比较分析小黑杨胸径和树高生长,结果表明:1)3种不同方式繁殖的苗木胸径生长曲线均呈“S”状,有较高的相关性; 2)利用Richards生长曲线推测出的胸径值表现为断根小黑杨>埋桩小黑杨>插条小黑杨; 树高推测值表现为埋桩小黑杨≈插条小黑杨>断根小黑杨。     

不同施肥方式对杉木幼林生长的影响

采用五处理四重复的完全随机区组设计进行杉木幼林施肥试验,结果表明:施肥有利于杉木幼林生长,施肥对1、2、3、5年生树高生长和5年生胸径生长均有促进作用,方差分析均达到了极显著差异,多重比较均为施肥与不施肥之间达到了显著或极显著差异。不同施肥方式对生长影响不大,1~2年生施追肥比施基肥稍好,3~5年施基肥比施追肥好些,但差异均不显著。不同施肥量对杉木幼林有一定的影响,肥量多者更有利于杉木的生长,但差异不大。     

BP模型在单木树高与胸径生长模拟中的应用

简介了人工神经网络及使用方法，建立了单木树高与胸径生长的三层前馈反向传播神经网络模型（即ＢＰ模型），并对单木树高、胸径生长的ＢＰ模型与Ｒｉｃｈａｒｄｓ函数进行了比较。     

基于线性混合效应模型的杉木树高-胸径模型

【目的】利用线性混合效应模型分析杉木树高与胸径的关系,为杉木树高测量提供支持。【方法】收集688组有效杉木研究数据,利用最小二乘法构建树高(H)和胸径(DBH)的线性基础模型,同时考虑林分密度效应和海拔效应,在R 3.2.2软件中拟合混合模型,比较基础模型和2种混合模型的赤池信息规则(AIC)、贝叶斯信息规则(BIC)和-2倍对数似然值(-2log lik),在此基础上,引入误差效应方差协方差矩阵及指数函数、幂函数和恒等式函数,筛选较好的混合模型;基于独立验证数据对模型进行验证,选取R~2、|E|、RMSE3个评价指标对模型精度进行评价。【结果】固定模型的AIC=2 089.731,BIC=2 102.151,-2log lik=2 083.732,均大于混合模型,即混合效应模型拟合效果优于固定模型;考虑模型误差效应方差协方差矩阵,加入恒等式异方差函数能够显著提高模型的精度,且含有不同随机参数的混合模型精度不同,引入海拔随机效应的混合模型拟合精度(R~2=0.804 4,|E|=1.553 9,RMSE=2.143 0)高于含有林分密度效应的混合模型(R~2=0.797 0,|E|=1.576 6,RMSE=2.183 0)。【结论】考虑随机效应的混合模型既能反映杉木树高的总体变化趋势,还能体现不同组分间的差异,在估测精度和通用性上均优于固定模型。     

杉木人工林间伐后套种阔叶树种的生长动态

15年生杉木人工林采用4个强度进行间伐,保留密度分别为375（Ⅰ）、488（Ⅱ）、594（Ⅲ）和732（Ⅳ）株·hm^-2,于林下均匀套种大叶栎、红椎、灰木莲、香梓楠、格木等5个乡土阔叶树种,2008年底调查套种阔叶树的胸径、树高和冠幅等生长指标,此后至2016年每2 a测定1次,应用方差分析和Duncan多重比较分析这些生长指标对不同强度间伐的动态响应。结果表明:1)杉木林下套种第3年,大叶栎的胸径、树高和冠幅以及灰木莲的树高和冠幅、红椎的树高出现生长高峰;第5年,红椎、灰木莲、香梓楠的胸径出现生长高峰;第9年,格木的胸径、树高和冠幅以及香梓楠的树高和冠幅、红椎的冠幅增长量最大。2)套种5个阔叶树的3个方面（胸径、树高和冠幅）生长总体表现看,其生长速度最快为大叶栎,其次为红椎、灰木莲,再次为香梓楠,最慢为格木。3)杉木间伐强度对套种阔叶树的生长大多表现为中度间伐强度优于强度和弱度处理,但并未呈现明显规律。香梓楠的胸径、树高、枝下高和冠幅生长最慢,大叶栎则生长最快;大叶栎在间伐处理Ⅱ(488株·hm^-2)下套种优于其余3个间伐处理,格木则适合在间伐处理Ⅰ(375株·hm^-2)下套种,红椎、灰木莲和香梓楠适合在间伐处理Ⅲ(594株·hm^-2)下套种。大叶栎、红椎和灰木莲适合在间伐处理Ⅰ和Ⅱ下套种;香梓楠和格木适合在间伐处理Ⅲ和Ⅳ下套种。     

杉木径向生长动态对气侯的响应

为了解南方亚热带季风气候条件下杉木径向生长对气候因子的响应机制,用径向生长测量仪于2017年7月-2019年7月进行监测,用Compertz函数对年内生长过程进行拟合,以21 d为窗口将日径向生长量与气候要素每隔1 d进行滑动相关分析。结果表明:1)杉木的径向生长于3月初开始大幅度增加,11月趋于稳定,其中4月的径向生长累积量最大,而生长速率在5月初达到最大值;2)径向生长量与生长季开始阶段(3-4月)、结束阶段(9-10月)的降水量呈显著正相关,与相对湿度呈显著正相关,与7-8月平均温度显著负相关。因此在生长季开始阶段适当加大灌溉力度能促进杉木的径向生长。     

不同生长势杉木成熟林的生物量生长模型研究

以福建省将乐县国有林场杉木成熟林为研究对象,通过建立16块杉木标准地,获取各标准地基础数据。根据克拉夫特林木分级法以及胸径、树高的统计分析,将标准地内林木按生长势不同分为优势木、中庸木和被压木3类。结果表明:1）通过林木实测数据拟合不同生长势的杉木各器官生物量（干、根、叶、枝）估算模型、全株生物量模型,以D、DH为自变量,分别拟合了各个器官（树干、树根、树叶、树枝）和全株的Logistic方程和幂函数,其模型的相关判定系数R²均在0.881~0.932之间。2）根据残存平方和SSE、总相对误差RS、平均相对误差E₁、平均相对误差绝对值E₂、AIC、BIC 6个检测评价指标进行方程的4选1筛选,筛选出最优模型中,幂函数模型9个（模型自变量D1个,自变量DH8个）,Logistic函数模型6个（自变量D的2个,自变量DH4个）。     

杉木不同龄组直径分布研究

采用传统标准地调查方法,取得数据,利用ForStat的统计分布假设检验对幼、中、近、熟4种林分径阶分布数据进行χ²检验。结果表明,Logistic分布假设检验对幼中近熟林的p值均大于0.05,适用于幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的径阶分布;幼龄林左尾林木株数大于右尾林木株数,中龄林、近熟林、成熟林右尾分布株数多于左尾分布株数;杉木直径Logistic分布的离散程度随林龄增加而增加,但林木直径分布成尖峰状态,杉木林分中林木比较集中在均值区域。     

“正态分布标准差分类法”对杉木养分供求响应的研究

通过对杉木树高生长呈“正态分布”的林分,应用“正态分布”标准差作为不同个体生长类型划分临界值,对林分不同生长个体进行分类,探讨不同个体生长类型的年生长量对养分供应的影响。结果表明,杉木树高生长表现类型好的个体,表现更强耐瘠薄能力,树高生长表现类型差的个体,在养分能满足高生长需求量时,同样也有良好的树高年生长量。不同生长表现类型的胸径年生长量对养分供求响应,表明胸径生长表现类型好的个体在养分供应不足时,个体胸径年生长量也不会高,养分充足时胸径年生长量大;生长表现类型差的个体在养分供应不足时,个体胸径年生长量低,而养分供应充足时,个体胸径年生长量接近生长遗传表型好的个体年生长量。该研究揭示杉木不同生长表现类型树高、胸径年生长适应性机理和对养分供应的响应,这对杉木低产林分改良和提高杉木经营水平及林分大径材培育中目标树的选择可提供理论参考。     

杉木人工林健康评价研究——以福建将乐林场为例

利用层次分析法构建一套能客观评价杉木人工林经营周期森林健康的评价指标体系,以福建省将乐林场杉木人工林为例,分别评价1996年和2007年杉木人工林健康状况,分析10 a动态变化。结果表明,2期整体评价结果均为健康水平,10 a间,幼龄林的健康水平有所下降,且2期评价结果均为亚健康,中龄林健康水平从亚健康上升到健康,近、成过熟林的健康状况均有所上升,且2期结果均为健康水平。1996年各龄组健康水平排序为:近熟林>成、过熟林>中龄林>幼龄林,2007年各龄组健康水平排序为:中龄林>成、过熟林>近熟林>幼龄林,评价结果符合实际,为杉木人工林健康评价提供了科学方法。     

杉木磷转运蛋白ClPht1;2基因克隆与表达特性分析

磷酸转运蛋白PHT1家族是介导植物磷素吸收与转运分配的重要基因家族。从第3代杉木优良无性系洋061中克隆获得1个杉木磷转运蛋白ClPht1;2,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;2的时空表达进行分析,为了解杉木磷转运蛋白基因结构和功能表达奠定基础。以转录组测序获得的ClPht1;2核心序列为基础,以杉木洋061无性系根系cDNA克隆为模板,利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）克隆目的基因的全长,采用实时荧光定量PCR技术,检测了杉木洋061无性系在不同组织中ClPht1;2的表达,以及磷饥饿诱导3、10、25 d下ClPht1;2在根中的表达量变化。克隆得到1个杉木PHT1家族基因ClPht1;2（GeneBank登录号:MK450598）。ClPht1;2编码氨基酸序列与日本柳杉磷转运蛋白家族基因编码氨基酸序列相似性为93%,与马尾松、油茶、毛果杨等植物磷转运蛋白家族基因的编码氨基酸序列比对,结果相似性均>72%。ClPht1;2基因序列编码区长1 565 bp,编码511个氨基酸,蛋白理论分子量60.024 ku,为疏水蛋白,不具有信号肽,潜在磷酸化位点42个。ClPht1;2所编码蛋白质由12个跨膜结构组成,其中11个为确定跨膜域,多肽链中α螺旋占42.65%,无规则卷曲占42.11%,延伸链占15.25%。ClPht1;2在杉木洋061无性系的根、茎、叶中均有表达,在叶片中的表达量最高,在根中的表达量最低。与正常磷供应相比,根系ClPht1;2的表达水平在低磷胁迫10 d时显著增加,到25 d时下降至正常磷供应时的表达水平;ClPht1;2在无磷胁迫处理3 d时表达量降低,在10 d时表达量显著提高,在25 d时表达量又低于正常供磷水平。ClPht1;2基因具有PHT1基因家族特征结构,在杉木不同组织中均有表达,在杉木根中的表达受低磷胁迫诱导,在叶中的表达量受低磷胁迫诱导不明显,可能为杉木体内低亲和的磷转运蛋白,参与杉木地上部和根中磷的运输和分配。     

格氏栲天然林及人工林和杉木人工林生活叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

通过采用野外调查与室内分析相结合的方法,测定格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林生活叶、凋落叶以及土壤（0~40 cm）C、N、P含量,并探讨3种林分生活叶、凋落叶和土壤的化学计量特征。结果表明:1）3种林分C、N、P含量均为生活叶＞凋落叶＞土壤,3种林分生活叶和凋落叶C、N、P含量差异均不显著,土壤C含量为格氏栲天然林显著高于2种人工林,而N、P含量差异不显著;2）3种林分C∶N、C∶P、N∶P均表现为凋落叶＞生活叶＞土壤,格氏栲天然林和人工林生活叶N∶P均＞16,而杉木人工林生活叶14＜N∶P＜16,生活叶C∶N为杉木人工林最高,凋落叶C∶N为格氏栲人工林最低,凋落叶、土壤C∶P为杉木人工林最低;3）随土层深度的增加,3种林分土壤C、N、P含量逐渐减少,而C∶N、C∶P、N∶P变化不大;4）3种林分N含量和C∶N在生活叶和凋落叶之间均呈显著负相关（P＜0.05）。格氏栲天然林改为人工林后土壤C含量显著降低,格氏栲天然林和人工林生长受N限制,杉木人工林生长受N、P限制,且土壤P的有效性高。研究结果有助于了解不同林分的限制性元素,为该研究区格氏栲和杉木的养分管理提供科学依据。