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基于毛竹胸径和秆高对竹材产量估算模型的构建

2014-05-25何仁华邱永华董大川高培军

浙江林业科技 2014年4期
关键词:竹材毛竹回归系数

何仁华,邱永华,徐 佳,孔 振,董大川,高培军*

(1. 浙江省衢州市衢江区林业局,浙江 衢州 324022;2. 浙江省遂昌县林业局,浙江 遂昌 323300;3. 浙江农林大学亚热带林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300)

基于毛竹胸径和秆高对竹材产量估算模型的构建

何仁华1,邱永华2,徐 佳1,孔 振3,董大川3,高培军3*

(1. 浙江省衢州市衢江区林业局,浙江 衢州 324022;2. 浙江省遂昌县林业局,浙江 遂昌 323300;3. 浙江农林大学亚热带林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300)

以毛竹(Phyllostachys heterocycla cv. pubescens)为研究对象,通过测定3度毛竹、4度毛竹砍伐后的胸径、秆高和秆重等因子,建立毛竹胸径、秆高与秆重的多元线性方程:Y1= 8.336X1+2.882X2-70.954(模型的回归系数为0.933),Y2= 8.613X1+2.670X2-69.310(模型的回归系数为0.982),其中,X1为胸径,X2为秆高,Y1为3度(5年生)毛竹秆重,Y2为4度(7年生)毛竹秆重,经检验方程具有实际意义,可以作为毛竹竹材采伐量快速估算模型。

毛竹;胸径;秆高;秆重;回归分析

毛竹(Phyllostachys heterocycla cv. pubescens)是我国竹类资源中分布面积最大,经济价值最高的笋竹两用竹种[1~3]。竹材产量是衡量竹林经济效益的重要指标之一,在生产中通常采用经验估算法。近年来,国内外对竹子生物量进行了大量研究,王太鑫等在对巴山木竹种群生物量结构研究表明,同一龄级的个体,单株竹叶构件的重量和秆的胸径与高度之间,以及秆的胸径与高度相近的个体,单株竹叶构件的重量和个体年龄之间,必然具有更加显著的相关关系[4]。鲁顺保等通过对江西省14个毛竹主产区不同立地条件毛竹生物量的研究结果表明,海拔与立竹度、胸径、郁闭度和竹腔厚显著相关,竹材重量随海拔升高而减小[5]。洪伟等对毛竹枝、叶生物量模型研究表明,毛竹枝、叶生物量是毛竹生态系统中经济指标和生态指标最基本的数量特征,阐述了林分各因子与毛竹枝、叶生物量之间的相互关系进行线性和非线性数学模型拟合[6]。黎曦等应用生物量优化模型对毛竹林生物量的分配规律进行研究,结果表明,用胸径和竹高可以很好地拟合毛竹竹秆、竹枝、地上部分、地下部分及总生物量模型[7]。陈辉等通过单株生物量与胸径(D)、高度(H)、立竹量(N)及年龄(A)4因子之间的关系建立回归模型,估算闽北毛竹林的生物量与生产力[8]。这些模型的建立,为估算竹林生产力提供了重要依据,但由于模型中参数指标比较多,在快速估算竹材产量时应用较少。

本文通过对毛竹胸径、秆高与秆重等因子的调查,应用回归分析法建立毛竹胸径、秆高与秆重的多元线性方程,为生产中毛竹竹材产量预测提供快速估算模型。

1 试验地概况

试验地位于浙江省遂昌县、衢江区毛竹林生产基地,属中亚热带季风气候,温暖湿润,四季分明,年平均气温为17.1℃,最高气温为40.1℃,最低气温为-9.7℃,年降水量为1 212.5 mm,≥10℃年积温5 273.3℃。毛竹林土壤属山地红壤,pH5.3 ~ 6.0,土层深度均在60 cm以上。试验地竹林为毛竹笋竹两用林,立竹密度2 700 ~ 3 300株/hm2,年龄结构1度:2度:3度为2:2:2:1,立竹分布均匀。

2 材料和方法

2.1 实验材料

实验材料为3度毛竹(5年生),4度毛竹(7年生)。

2.2 实验方法

2009年2-3月,在样地调查的基础上,采用抽样方法,选取典型样地,选择年龄为3度、4度,胸径分别约为8、10、12、14 cm毛竹各10株,按正常采伐伐倒全株,去掉竹枝叶和梢部,测量胸径、秆高与秆重。将试验所得数据输入分析软件SPSS13.0进行线性回归分析,建立毛竹胸径、秆高与秆重的多元线性方程,对方程进行检验。

3 结果与分析

样株测量结果见表1。

表1 样株测量结果Table 1 Determination of culms

3.1 3度毛竹胸径、秆高与秆重的回归模型

将3度毛竹的数据输入分析软件SPSS13.0进行线性回归分析,建立毛竹胸径、秆高与秆重的多元线性方程。

表2为模型综述表。包括采用全回归模型进行拟合时模型的回归系数(R)、回归系数的平方值(R2)、调整的相关系数的平方值和估计值的标准误差。从表中可以看出,2个自变量全部用作输入变量,没有变量剔除。因此,这两个自变量对于因变量来说都有相关性,都可以引入方程中去。模型的相关系数等于0.933,说明自变量与因变量之间有比较好的相关性。R2= 0.870,表示这2个变量一起,可以解释因变量87.0%的变异性。

表2 模型综述Table 2 Summary of the model

表3为方差分析表,利用该表作回归系数的显著性检验。由于显著性概率小于5%,所以拒绝原假设,即认为回归系数不为零,回归方程是有意义的。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

表4为系数分析表。表中列出了常数项和各个自变量对应的非标准化系数(包括常数项和变量系数的取值以及标准误差)、标准化系数(Beta值)、t值和显著水平(Sig.)。

表4 系数分析Table 4 Analysis of coefficient

综合以上信息,用全回归法最后得到的多元回归方程式为:

R = 0.933。

式中,X1为胸径(cm),X2为秆高(m),Y1为秆重(kg)。

3.2 4度毛竹胸径、秆高与秆重的回归模型

将4度毛竹的数据输入分析软件SPSS13.0进行线性回归分析,建立毛竹胸径、秆高与秆重的多元线性方程。

表5为模型综述表。从表5中可以看出,相关系数等于0.982,说明自变量与因变量之间有比较好的相关性。R2= 0.964,表示这2个变量一起,可以解释因变量96.4%的变异性。

表5 模型综述Table 5 Summary of the model

表6 方差分析Table 6 Analysis of variance

表7 系数分析Table 7 Analysis of coefficient

综合以上信息,用全回归法最后得到的多元回归方程式为:

R = 0.982。

式中,X1为胸径(cm),X2为秆高(m),Y2为秆重(kg)。

4 小结与讨论

4.1 小结

通过以上分析和检验说明胸径、秆高与秆重具有线性关系,其线性回归方程为:

经检验方程具有实际意义。

4.2 讨论

影响毛竹竹材产量的因素很多。毛竹竹材产量与地理纬度影响较大,从毛竹分布的北缘到中心分布区、核心分布区受温度和降水量的影响,毛竹高度发生明显变化,单株秆重将明显提高。此外,毛竹竹材产量还受到海拔、坡度、土壤质地、人工施肥管理等的影响。在构建快速估算模型时,可考虑根据地理环境条件、经营管理强度等因子,引入校正系数,以使估算结果更准确。

[1] 周芳纯. 世界竹类资源[J]. 竹类研究,1998(1):4-10.

[2] 包英爽,李智勇. 国外竹产业的发展现状及趋势汇[J]. 世界竹藤通讯,2005(3):78-83.

[3] 汪奎宏,李琴,高小辉. 竹类资源利用现状及深度开发[J]. 竹子研究汇刊,2000,19(4):72-75.

[4] 王太鑫,丁雨龙,李继清,等. 巴山木竹种群生物量结构研究[J]. 竹子研究汇刊,2005,24(1):19-24.

[5] 鲁顺保,饶玮,彭九生,等. 立地条件对毛竹生物量的影响研究[J]. 浙江林业科技,2008,28(4):22-27.

[6] 洪伟,郑郁善,邱尔发,等. 毛竹丰产林密度研究[J]. 林业科学,1998,34(1):1-4.

[7] 黎曦. 赣南毛竹、硬头黄竹、坭竹等竹林生物量的研究[D]. 南京:南京林业大学,2007.

[8] 陈辉,洪伟,兰斌,等. 闽北毛竹生物量与生产力研究[J]. 林业科学,1998(S1):32-37.

Establishment of Model for Culm Yield of
Phyllostachys heterocycla cv. pubescens Based on DBH and Height

HE Ren-hua1,QIU Yong-hua2,XU Jia1,KONG Zhen3,DONG Da-chuan3,GAO Pei-jun3*
(1. Quzhou Qujiang Forestry Bureau of Zhejiang, Quzhou 324022, China; 2. Suichang Forestry Bureau of Zhejiang, Suichang 323300, China; 3. State Key Laboratory Cultivation Base of Subtropical Silviculture, Zhejiang A&F University, Lin’an 311300, China)

Determination was made on DBH, height and weight of fell 5- and 7-year Phyllostachys heterocycla cv. pubescens. Multivariate linear equations were established as Y1= 8.336X1+2.882X2-70.954 (regression coefficient = 0.933), Y2= 8.613X1+2.670X2-69.310 (regression coefficient = 0.9820), in which X1= DBH,X2= height,Y1= weight of 5-year culm, and Y2= weight of 7-year culm.

Phyllostachys heterocycla cv. pubescens; DBH; culm height; culm weight; regression analysis

S758.5

A

1001-3776(2014)04-0021-04

2014-01-03;

2014-06-15

浙江省科技厅农业重大攻关项目(2006C12112,2012T201-16)

何仁华(1966-),男,浙江衢州人,工程师,从事竹林高效培育技术示范与推广;*通讯作者。

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