小葉楊生長規(guī)律的研究 - 中國科技創(chuàng)新網(wǎng) 網(wǎng)站首頁

1、小葉楊生長規(guī)律的研究小葉楊生長規(guī)律的研究張連翔梅秀艷王占龍（遼寧省干旱地區(qū)造林研究所，遼寧建平122400）摘要：要：應(yīng)用logistic模型和有序樣品聚類法對小葉楊的生長規(guī)律進(jìn)行了定量研究，將胸徑和樹高2個表觀生長過程科學(xué)地劃分為前慢期、速生期和后慢期3個階段，實(shí)現(xiàn)了胸徑和樹高二維有序樣品的聚類，不僅反映出小葉楊生長的綜合節(jié)奏性，更為齡組劃分提供了依據(jù)。此外，本文還以logistic模型為基礎(chǔ)，以時間因子為媒介，推導(dǎo)出一個能準(zhǔn)確地描述

2、小葉楊關(guān)系的新模型——logistic衍生模型。HD?關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：小葉楊；生長規(guī)律；logistic模型；有序樣品聚類；logistic衍生模型中國分類號：中國分類號：S79211601文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A作為遼西半干旱地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，小葉楊（PopulussimoniiCarr）以其自身所具有的適生范圍廣、抗逆性強(qiáng)、材質(zhì)優(yōu)良、生長速度適中等突出特性一直受到廣大群眾的青睞，曾一度成為當(dāng)?shù)睾訛┑貤顦淞值闹髟云贩N之一，也是不可多得

3、的重要育種材料[1]。特別是2000年遭受歷史上罕見的特大旱災(zāi)后，不少新品種楊樹都因無法忍受干旱的脅迫而成片枯死，唯獨(dú)小葉楊能安然地戰(zhàn)勝旱災(zāi)，大災(zāi)過后很快恢復(fù)了生機(jī)。于是人們在重新評價“速生豐產(chǎn)”一詞的現(xiàn)實(shí)意義的同時，開始對小葉楊刮目相看，一股小葉楊熱潮行將再度掀起。為了使小葉楊的培育步入科學(xué)的軌道，提高林業(yè)生產(chǎn)的集約化程度和科技含量，自1990年起開展與小葉楊有關(guān)的調(diào)查研究，取得了一定成績。本文擬采用數(shù)學(xué)方法對小葉楊生長規(guī)律進(jìn)行定量研

4、究。1材料與方法材料與方法11材料來源材料來源試驗(yàn)地位于國有喀左縣小城子林場場部附近大凌河兩岸的河灘地上，屬溫帶半干旱大陸性氣候，干旱多風(fēng)、溫差大、雨量少是其主要特征。年降水量500mm，年蒸發(fā)量2088mm，無霜期141d，年均溫度8.2℃。土壤為沙壤土，土層厚度0.8m，地下水位2.５m，pH值6.9。初植密度為1110株hm2，經(jīng)營管理按常規(guī)進(jìn)行。在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，選設(shè)最具代表性的標(biāo)準(zhǔn)地10塊，每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)活立木不少于50株。在每木檢尺

5、的基礎(chǔ)上，根據(jù)平均胸徑和平均樹高選取標(biāo)準(zhǔn)木，每塊標(biāo)準(zhǔn)地各選l株，進(jìn)行樹干解析，獲得10株解析木胸徑（）和樹高（）生長進(jìn)程的平均結(jié)果（表1）作為此DH項(xiàng)研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。表1小葉楊胸徑和樹高的年生長進(jìn)程（遼寧喀左）序號123456789101112131415生長時間（a）24681012141618202224262830胸徑累積生長量（cm）0.41.13.56.39.313.417.422.125.327.229.432.533.73

6、4.735.4樹高累積生長量（m）2.074.686.689.4211.4213.7015.8516.9517.9518.3019.0519.5019.9420.7020.9512資料的分析方法資料的分析方法對表1資料，擬采用下列方法定量分析小葉楊的生長規(guī)律：首先，應(yīng)用logistic模型描述胸徑和樹高2個表觀生長進(jìn)程，繼而利用logistic模型的有關(guān)參數(shù)確定“S”形曲線上2個重要特征點(diǎn)——速生期始點(diǎn)和終點(diǎn)的橫軸值[2]。亦即：第1類

7、樣品號＝[1，2，3，4]，≤8a為幼齡林；第2類樣品號＝[5，6，7]，10～14a為中齡林；第3類樣品號＝[8，9，10，11]，16～22a為近熟林；第4類樣品號＝[12，13，14，15]，≥24a為成熟林。表3最小誤差函數(shù)????nmp0?mmn234n23420.000(1)33.651(2)0.000(2)411.325(2)3.651(3)0.000(3)522.475(3)10.151(3)3.651(4)650.55

8、4(3)22.329(4)10.151(5)793.025(4)32.786(5)20.462(5)8153.395(5)62.204(6)32.786(7)9201.981(5)84.340(6)38.406(7)10252.626(5)107.293(7)47.054(7)11314.981(6)124.007(7)63.768(7)12374.144(6)159.459(7)92.388(8)13433.141(6)195.700

9、(7)111.989(9)14492.993(6)229.597(8)124.600(10)15549.725(6)252.977(8)130.110(11)這一結(jié)果大致反映出小葉楊2個表觀生長過程的綜合節(jié)奏性，從而為齡組的劃分提供了充分的理論依據(jù)。特別值得一提的是，通過比較上述2種方法獲得的結(jié)果，就會發(fā)現(xiàn)，二者表現(xiàn)出明顯的“相合性”，亦即：（1）徑生長開始進(jìn)入速生期時，完成了幼齡林階段（8a）；（2）高生長速生期結(jié)束時完成了中齡林階段

10、（14a），此時恰好是徑生長速率最大的時期；（3）徑生長速生期結(jié)束時，基本完成了近熟林階段（21～22a）。將2種完全不同的數(shù)學(xué)方法用作對同一問題的分析，其結(jié)果的吻合可能不是偶然的，揭示出小葉楊生長的內(nèi)在規(guī)律性，這也正是我們之所以把15個有序樣品決定劃分為4類的一個重要原因。另外，關(guān)于小葉楊人工林齡組的劃分，國家已有標(biāo)準(zhǔn)，但這并不排除本文分析的結(jié)果是與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際更為相符的。因此有理由相信，這種方法尚可供其它樹種確定齡組劃分標(biāo)準(zhǔn)時參考。2

11、3小葉楊小葉楊關(guān)系研究：關(guān)系研究：logisticlogistic衍生模型衍生模型HD?231logistic衍生模型的衍生模型的導(dǎo)出在小葉楊的生長進(jìn)程中，時間是胸徑（）和樹高（D）2個表觀生長過程的共同因子。前已述及，對這2個生長過程，皆可用logistic方程描H述：（4）????tbaKD111exp1???（5）????tbaKH222exp1???整理方程（4）、（5），解出，可得：t（6）111lnbDDKat???????