论文部分内容阅读
森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是改善生态环境与调节陆地生态系统平衡的基础,人工林是森林生态系统不可或缺的组成类型。杉木作为我国南方亚热带地区主要的速生用材林树种,杉木人工林对于缓解我国对木材日益增长需求的压力与保护生态环境等方面均有着重要的作用。本文对湖南会同不同年龄杉木人工林直径结构与生长过程等内容进行研究,系统的探究杉木人工林结构和生长规律。研究结果旨在为能够准确预测杉木人工林生长动态,从而为我国制定科学合理的杉木人工林经营管理方案,具有重要理论价值与实际意义。主要研究结果如下:(1)三次方程y=e0+e1x+e2x2+e3x3可以有效拟合不同年龄杉木人工林相对直径-株数累积百分数,其拟合的效果最好,适用性最强,方程判定系数R2均在0.980以上,并且对各径阶相对株数百分数理论值与实际株数在α=0.05显著性水平下进行χ2检验,其结果全部接受。(2)正态分布函数能够拟合不同年龄杉木人工林林分直径分布,借助正态分布函数表求出理论株数,把实际株数和所求的理论株数在α=0.05的显著性水平下进行卡方检验,其拟合检验结果接受率为89%,仅3a杉木林分直径分布拟合检验结果不接受。(3)不同年龄杉木人工林林分直径分布特征为:中间部分的林木株数占多数,两边株数逐渐减少,随着年龄的增大平均胸径也增大,胸径分布的中间值向右移动,并且以峰点为对称轴,左右两边基本呈近似对称的“凸”型。(4)31a杉木的胸径、树高和其材积三者的总生长量均随年龄的增加而增大,生长速率由大变小并逐渐趋于平缓,第5年时胸径连年生长量与平均生长量相等,树高连年生长量及其平均生长量在1Oa-15a相交,材积连年生长量峰值出现在第20a,在25a-30a材积连年生长量与材积平均生长量有一个交点。(5)分别采用理查德模型、坎派兹模型、逻辑斯蒂模型和修正威布尔模型4种生长模型拟合31a杉木胸径、树高和材积的生长过程,然后根据模型的决定系数R2最大、剩余离差平方和SSE最小的原则选择最优模型,结果表明理查德模型对三者的拟合效果均是最理想的,并且得出31a杉木胸径生长方程为:y=17.18*(1-exp(-0.09*x))^0.984,树高生长方程表达式为:y=18.234*(1-exp(-0.084*x))^1.460,材积的生长方程表达式为:y=0.288*(1-exp(-0.065*x))^2.673。(6)不同年龄相同生长势、相同年龄不同生长势杉木的生长进程分析结果为:随着年龄的增加,Ⅰ优势木、Ⅲ平均木、Ⅳ被压木生长速率减小,较大龄杉木生长曲线类似“S”型,并且不同生长势杉木之间差距逐渐拉大,表明竞争加剧,分化程度增大;Ⅰ优势木在整个生长进程中生长速率高于Ⅲ平均木和Ⅳ被压木,这反映竞争能力的强弱,说明在形态和生活竞争上Ⅰ优势木具有明显优势;三者胸径、树高、材积的总生长量跟随年龄的增大而增大,但生长曲线几乎没有交点,整个生长过程中未发生转化现象,被压木的生长一直受到限制,生存竞争力最弱。(7)不同年龄杉木林分各器官生物量研究结果为:随着年龄逐渐增大,杉木林分的总生物量增大,不同年龄相同器官生物量有很大差异,相同年龄各个器官生物量也具有明显区别。3a、11a杉木林分各器官生物量所占百分比顺序为:干>叶>根>枝;16a杉木林分各器官生物量顺序为:干>根>叶>枝;21a、25a、26a、29a杉木林分各组成部分生物量从大到小的顺序均为:干>根>枝>叶;32a杉木林分生物量排名为:干>枝>根>叶;100a杉木林分各器官生物量顺序为:干>枝>叶>根,这说明林木在生长过程中,各个器官生物量所占比例随年龄增加发生变化,生物量集中部位随年龄在转移。