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1、第5章樹木生長量測定第一節(jié)樹木年齡的測定第二節(jié)樹木生長量的概念第三節(jié)樹木生長方程第四節(jié)平均生長量與連年生長量的關(guān)系第五節(jié)樹木生長率第六節(jié)樹木生長量的測定第七節(jié)樹干解析概述生長:按研究對(duì)象分為樹木生長和林分生長;按調(diào)查因子分為直徑生長、樹高生長、斷面積生長、形數(shù)生長、材積(或蓄積)生長和重量生長等。樹木生長量的影響因子:樹木本身遺傳、外界環(huán)境條件第一節(jié)樹木年齡的測定樹木各調(diào)查因子的生長量都是時(shí)間的函數(shù)。常用的年齡符號(hào)為“A”或“t”。生長量的間隔期通常以年為單位。一、樹木年輪的概念樹木年輪(treeannualring)—樹干橫斷面
2、上由早(春)材和晚(秋)材形成的同心“環(huán)帶”。早材(春材):樹木的形成層在生長季節(jié)(春、夏季)向內(nèi)側(cè)分化的次生木質(zhì)部細(xì)胞,具有生長迅速、細(xì)胞大而壁薄、顏色淺等特點(diǎn)。晚材(秋材):在秋季,形成層的增生現(xiàn)象逐漸緩慢或趨于停止,使在生長層外側(cè)部分的細(xì)胞小、壁厚而分布密集,木質(zhì)顏色比內(nèi)側(cè)顯著加深。根頸處的樹木年輪數(shù)就是樹木的年齡(treeage)。年輪的變異(1)年輪變異——由于受外界環(huán)境條件的制約,使年輪環(huán)帶產(chǎn)生不完整的現(xiàn)象。(1)偽年輪:在一個(gè)生長季內(nèi)形成層活動(dòng)出現(xiàn)幾次盛衰起伏而產(chǎn)生兩個(gè)早(春)、晚(秋)材環(huán)帶的雙年輪現(xiàn)象,其中一個(gè)為
3、偽年輪。原因:氣溫突變、病蟲害、嚴(yán)重干旱等。特征:①偽年輪的寬度比正常年輪的小。②偽年輪通常不會(huì)形成完整的閉合環(huán),而且有部分重合現(xiàn)象。③偽年輪外側(cè)輪廓不如真年輪明顯。年輪的變異(2)(2)斷輪圓盤從4個(gè)方向測定時(shí),年輪數(shù)不相同的現(xiàn)象。林分中被壓木的斷輪現(xiàn)象十分普遍。(3)年輪消失在樹干基部,某些年份的年輪肉眼完全分辨不出來,這種現(xiàn)象稱為年輪消失。(4)年輪界線模糊不清二、確定樹木年齡的方法年輪法生長錐測定法查數(shù)輪生枝法查閱造林枝術(shù)檔案或訪問的方法目測法1.年輪法年輪識(shí)別困難時(shí):水浸、染色劑、藥物年輪的查數(shù):——髓心向外,多方計(jì)數(shù);
4、上下圓盤檢核;年輪分析系統(tǒng)2.生長錐測定法結(jié)構(gòu):錐柄、錐筒、探取桿;使用方法:第二節(jié)樹木生長量的概念一、定義一定間隔期內(nèi)樹木各種調(diào)查因子所發(fā)生的變化稱為生長(growth),變化的量稱為生長量(increment)。生長量是時(shí)間(t)的函數(shù)。影響因子:樹種的生物學(xué)特性、樹木的年齡、環(huán)境條件和人為經(jīng)營措施等。生長量可以作為評(píng)定立地條件好壞及經(jīng)營措施效果的指標(biāo)。二、樹木生長量的種類(1)總生長量:樹木自種植開始至調(diào)查時(shí)整個(gè)期間累積生長的總量。它是樹木的最基本生長量,其它種類的生長量均可由它派生而來。(2)定期生長量(Zn):樹木在定期
5、n年間的生長量為定期生長量。(3)總平均生長量(θ):(4)定期平均生長量(θn):(5)連年生長量(Z):第三節(jié)樹木生長方程一、樹木生長方程的基本概念樹木的生長方程(growthequation):描述某樹種(組)各調(diào)查因子總生長量y(t)隨年齡(t)生長變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。生長方程是用來描述樹木某調(diào)查因子變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,所以它是該樹種某調(diào)查因子的平均生長過程,也就是在均值意義上的生長方程。樹木生長曲線(growthcurve)樹木生長方程二、樹木生長方程的性質(zhì)樹木的生長呈緩慢—旺盛—緩慢—最終停止,因此總生長量變化過程的曲
6、線是一個(gè)呈“S”形曲線的生長方程。第一段大致相當(dāng)于幼齡階段,第二段相當(dāng)于中、壯齡階段,第三段相當(dāng)于近、成熟齡階段,樹木生長方程的特點(diǎn):(1)當(dāng)t=0時(shí)y(t)=0。此條件稱之為樹木生長方程應(yīng)滿足的初始條件。(2)y(t)存在一條漸進(jìn)線y(t)=A,A是該樹木生長極大值。(3)樹木的生長是不可逆的,使得y(t)是關(guān)于年齡(t)的單調(diào)非減函數(shù)。(4)y(t)是關(guān)于t的連續(xù)且光滑的函數(shù)曲線。三、樹木生長經(jīng)驗(yàn)方程(1)舒馬切爾(Schumacher,1939)方程:或(2)柯列爾(Rоляср,1878)方程:(3)豪斯費(fèi)爾德(Hossf
7、eld,1822)方程:(4)萊瓦科威克(Levakovic,1935)方程:,d=1,2或常數(shù)三、樹木生長經(jīng)驗(yàn)方程(5)修正Weibull(楊容啟等人,1978)方程:(6)吉田正男(Yoshida,1928)方程:(7)斯洛波達(dá)(Sloboda,1971)方程:(8)其他經(jīng)驗(yàn)方程:1)冪函數(shù)型:2)對(duì)數(shù)型:3)雙曲線型:4)混合型:三、樹木生長經(jīng)驗(yàn)方程紅松樹高生長柯列爾方程的參數(shù)和擬合統(tǒng)計(jì)量:n=27,SSE=2.093,R2=0.9991興安落葉松樹高生長Schumacher方程擬合結(jié)果:n=10,SSE=1.177,R2=
8、0.9978紅松和興安落葉松樹高生長擬合曲線四、樹木生長理論方程概念:在生長模型研究中,根據(jù)生物學(xué)特性做出某種假設(shè),建立關(guān)于y(t)的微分方程,求解后并代入其初始條件或邊界條件,從而獲得該微分方程的特解,這類生長方程稱為理論方程。特點(diǎn)是:1)邏輯性