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南方型杨树人工林生长与收获模型的研究

肖君  
【摘要】:针对南方型杨树各主栽区大多为混系造林的生产实际,根据江苏、山东、安徽、湖南和湖北等地的南方型杨树同龄林标准地资料,本文建立了以径阶分布模型为基础的多因子统一描述的南方型杨树人工林生长与收获模型系统。主要研究结论如下: 1、对南方型杨树的主栽无性系I-63杨、I-69杨、I-72杨3个无性系的生长过程进行了差异性检验,结果表明3个无性系的胸径、树高、材积生长过程的平均相对误差均<±7.0%,表现出良好的相似性。 2、应用标准地调查资料,确定基准年龄为6年,立地指数级距为2m,立地指数级7个,编制了南方型杨树人工林的单形与多形立地指数表。同时选择pH值、有机质含量、有效层厚、土壤全氮含量、地下水位、土壤容重、土壤质地等7个立地因子,编制了南方型杨树人工林数量化地位指数得分表,实现了有林地与无林荒山荒地立地质量的统一评价。 3、对于未间伐且具有相同优势高的林分,直径和株数之间存在幂函数关系(?)_g=aN~(-b)。经拟合,得到南方型杨树人工林的断面积直径预估模型(?)_g=0.9681H_0~(1.3614)N~(-0.032)H_0~(0.5402)。 4、运用Weibull函数和Logistic方程2种模型的5种参数求解方法对南方型杨树人工林林分的直径分布规律进行了研究。结果以Weibull参数回收法的拟合效果最佳,其接受率为75.0%,Logistic预测法最差,接受率仅为52.5%。 5、以幂函数H_i=1.3+c_0D_i~(c_1)和Schumacher式H_i=1.3+c_0e~(-c_1/D_i)为基础,分析了树高曲线随林分条件的变化规律。应用幂函数和双曲线来描述c_0、c_1与A、H_0的关系。根据表达式的不同组合形式创建了18种差分微分方程。经拟合分析,最后确定H_1=1.3+1.3094H_0~(0.9211)e~(-3.7027/D_i)为南方型杨树人工林的标准树高曲线模型。 6、对8个常用材积方程进行拟合,建立了单木材积方程V=0.000022D~(1.8012)H~(1.3184)。并且建立了胶合板材出材量模型和磨木浆材出材量模型。收获模型系统应用非常方便,只要输入林分特征因子,通过模型预测系统,便可输出不同年龄、立地和密度组合的现实林分的总体收获量,而且能得到各个径阶的详细收获量和各材种的出材量。加上优势高生长模型和断面积直径预估模型,还能对林分未来的收获量进行预测。 7、根据立木总生物量和各维量间的相互依存性,通过非线性联立模型的结构设计,解决了以往总量和各维量均采用独立建模所导致的不兼容问题。以立木树干材积作为变量引入所建模型,解决了生物量估计与立木材积估计的兼容问题。


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