小葉楊生長(zhǎng)規(guī)律的研究 - 中國(guó)科技創(chuàng)新網(wǎng) 網(wǎng)站首頁(yè)

1、小葉楊生長(zhǎng)規(guī)律的研究小葉楊生長(zhǎng)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(duì)小葉楊的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行了定量研究，將胸徑和樹(shù)高2個(gè)表觀生長(zhǎng)過(guò)程科學(xué)地劃分為前慢期、速生期和后慢期3個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)了胸徑和樹(shù)高二維有序樣品的聚類，不僅反映出小葉楊生長(zhǎng)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(shí)間因子為媒介，推導(dǎo)出一個(gè)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(zhǎng)規(guī)律；logistic模型；有序樣品聚類；logistic衍生模型中國(guó)分類號(hào)：中國(guó)分類號(hào)：S79211601文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A作為遼西半干旱地區(qū)的鄉(xiāng)土樹(shù)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(zhǎng)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?shù)林的主栽品種之一，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(jiàn)的特大旱災(zāi)后，不少新品種楊樹(shù)都因無(wú)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(guò)后很快恢復(fù)了生機(jī)。于是人們?cè)谥匦略u(píng)價(jià)“速生豐產(chǎn)”一詞的現(xiàn)實(shí)意義的同時(shí)，開(kāi)始對(duì)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(kāi)展與小葉楊有關(guān)的調(diào)查研究，取得了一定成績(jī)。本文擬采用數(shù)學(xué)方法對(duì)小葉楊生長(zhǎng)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(lái)源材料來(lái)源試驗(yàn)地位于國(guó)有喀左縣小城子林場(chǎng)場(chǎng)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(wú)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(yíng)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(shù)高選取標(biāo)準(zhǔn)木，每塊標(biāo)準(zhǔn)地各選l株，進(jìn)行樹(shù)干解析，獲得10株解析木胸徑（）和樹(shù)高（）生長(zhǎng)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(shù)高的年生長(zhǎng)進(jìn)程（遼寧喀左）序號(hào)123456789101112131415生長(zhǎng)時(shí)間（a）24681012141618202224262830胸徑累積生長(zhǎng)量（cm）0.41.13.56.39.313.417.422.125.327.229.432.533.73

6、4.735.4樹(shù)高累積生長(zhǎng)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(duì)表1資料，擬采用下列方法定量分析小葉楊的生長(zhǎng)規(guī)律：首先，應(yīng)用logistic模型描述胸徑和樹(shù)高2個(gè)表觀生長(zhǎng)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(gè)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(hào)＝[1，2，3，4]，≤8a為幼齡林；第2類樣品號(hào)＝[5，6，7]，10～14a為中齡林；第3類樣品號(hào)＝[8，9，10，11]，16～22a為近熟林；第4類樣品號(hào)＝[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(gè)表觀生長(zhǎng)過(guò)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(guò)比較上述2種方法獲得的結(jié)果，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，二者表現(xiàn)出明顯的“相合性”，亦即：（1）徑生長(zhǎng)開(kāi)始進(jìn)入速生期時(shí)，完成了幼齡林階段（8a）；（2）高生長(zhǎng)速生期結(jié)束時(shí)完成了中齡林階段

10、（14a），此時(shí)恰好是徑生長(zhǎng)速率最大的時(shí)期；（3）徑生長(zhǎng)速生期結(jié)束時(shí)，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(duì)同一問(wèn)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(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律性，這也正是我們之所以把15個(gè)有序樣品決定劃分為4類的一個(gè)重要原因。另外，關(guān)于小葉楊人工林齡組的劃分，國(guó)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(shù)種確定齡組劃分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)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(zhǎng)進(jìn)程中，時(shí)間是胸徑（）和樹(shù)高（D）2個(gè)表觀生長(zhǎng)過(guò)程的共同因子。前已述及，對(duì)這2個(gè)生長(zhǎng)過(guò)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???????