实验一：主要造林树种胸径、树高和冠幅生长之间的联系东北林业大学.doc

实验一、主要造林树种胸径、树高和冠幅生长测定一 实验目的和意义森林培育的主要目标是提高森林生产力，这就需要了解树木生长，需要了解林木各个生长指标之间的关系。本试验的目的是通过对东北林区主要造林树种胸径、树高和冠幅的调查，在其它环境条件一致的基础上，评价不同树种的生长特性和潜力，以期为本地区的造林树种选择工作提供科学的依据。本实验涉及造林学中的造林树种选择、人工林产量形成基础等章节。二 实验原理 “适地适树”是造林学中六大技术环节的核心，而选树适地是最基本的途径之一。哪些树种适合在某一地区栽植，并能够满足造林者的目的与要求，方法之一是对该地区同时栽植的多个树种进行调查，对比和分析与林分生长密切相关的指标。通过测定人工林的胸径、树高和冠幅指标，能够直观地表征不同造林树种在某地区的生长状况和适合程度，同时，通过建立胸径、树高和冠幅之间的联系，有助于深入认识不同树种的生物学特性。三 实验内容1、不同树种单株林木胸径、树高和冠幅的调查；2、种间林分平均胸径、树高和冠幅的比较；3、不同树种林木胸径与树高和冠幅之间的联系。四 实验仪器（工具）1皮尺；2测胸径用围尺； 3测高器；4 记录夹；5数据记录表；6 记录用铅笔；7 计算器；8 坐标纸；9 三角板；10彩色粉笔 五 实验材料（药品、试剂、样品、树种、林分）在哈尔滨市实验林场落叶松、樟子松、水曲柳、胡桃楸、黄波罗、蒙古栎、白桦林分中任选3个林分（包括针叶树种和阔叶树种）开展实验。六 实验步骤（一）数据收集1、在选定的林分中,用皮尺围定面积为20 m×20 m的临时调查样地1块，合计3块不同树种样地。2、 在样地内，用粉笔按着顺序给每株林木编号（如1-99），然后用围尺测定所有林木的胸径，以测高器测定各林木的树高，分别选择南-北和东-西两个方向采用皮尺测定树冠的宽度，同期将数据填入数据记录表（表1）。表1树木平均胸径与树高、冠幅实验调查表地点： 调查时间： 树种： 林龄： 样地面积： 记录者： 树 种树 号胸径（cm）树高 （m）冠幅宽度（m）东-西南-北112.n212.31（二）数据处理1、 林分平均胸径、树高的计算通过表1，分别求算2树种平均胸径、树高，将计算结果填入表2对应位置。表2 两树种平均胸径与树高、冠幅树 种平均胸径（cm）平均树高（m）平均冠幅（m2）1232、林分平均冠幅的计算 冠幅是指树冠的垂直投影面积，一般以相互垂直的两个方向上的树冠直径来换算树冠半径，本研究采用4个方向上的冠幅宽度来计算，见下面公式：S = * (r1+r2+ r3+r4)2 这种处理方法把树冠近似看成圆形，与实际情况接近。本实验在野外测定树冠南-北和东-西方两方向上的树冠直径（宽度），并换算为冠幅。以每株林木为单位，求算某树种整个林分的平均冠幅，填入表2对应位置。3、 胸径与树高和冠幅之间的联系 对于每一树种，建立胸径与树高和冠幅之间的线性关系，即： 其中y为依变量，x为自变量。a和b为估计参数。例如y可以是树高或冠幅，x则可以是胸径。以上过程可以通过Windows EXCEL 2003软件进行拟合。具体的求算步骤请查看下面的补充材料。（三）实验结果图绘制将软件拟合的相关关系图，转移到坐标纸上：选取20-30株林木个体，将胸径（x1）和树高（y1），胸径（x2）和冠幅（y2）定位在坐标纸上，并手绘出拟合的直线。样图见图1和图2。图1 两树高与胸径之间的相关关系图注：本图依据凉水自然保护区红松人工林实测数据（2006年）拟合图2 两树种冠幅与胸径之间的相关关系图注：本图依据帽儿山实验林场尖砬沟森林培育试验站天然次生林实测数据（2002年）拟合七 实验结果与分析 1、根据计算结果，比较不同树种平均胸径、树高和冠幅的差异。要求有针对性地进行论述，并结合研究结果中的图表。例如，“树种1的平均胸径大于树种2，但是冠幅却小于树种2（表2）”。根据林分生长的状况，分析哪个树种可能更适合于本地区栽植。2、根据树高与胸径，冠幅与胸径之间的相关关系，判断所拟合函数的相关性质（正、负或不存在）；依据决定系数（R2）的大小，判断依变量与自变量之间的紧密程度。首先在种内比较树高与胸径，冠幅与胸径之间的关系，哪个更密切；然后，依据选取的树种，比较针叶树和阔叶树之间，依变量与自变量之间的紧密程度是否发生改变。最后，请分析形成这种现象的潜在原因（包括树种的生长特性、保留密度、经营措施等）。八 实验报告撰写 每位同学做完实验后都要完成一份实验报告。实验报告的撰写有固定的格式和要求。同学们可以根据实验报告的要求，将各项内容填写到实验报告书中。（1）实验名称：将本实验题目写上；（2）实验的目的和意义：将本实验指导书第一节“实验的目的和意义”中的内容写上；（3）实验原理：将本实验指导书第二节“实验原理”中的内容写上；（4）实验仪器：将调查中和内业分析中使用的工具写上；（5）实验药品和实验材料：根据你调查的林分，填写林分特征（包括树种、林龄、面积、地点等）；（6）实验内容：按本实验的内容填写；（7）实验结果与分析：这部分需要用比较多一点的文字去论述。要从不同树种的胸径、树高、冠幅生长状况和相关关系等方面分别论述。（8）实验报告的图表要单独一页，夹在实验报告中。九 注意事项1 每木调查时，测定和记录过程要准确，避免遗漏或错记。在数据处理时，各个指标的计算过程也要准确，否则可能得到相反的结果。2图表绘制要仔细，图表大小要合适，最好每个图的大小控制在 50mm×60mm (高×宽)范围内。用坐标纸绘图要干净。3 实验报告撰写要清楚、简捷、明了，结论要准确。4 各个调查数据、各种计算过程原稿要保存，不要丢失，这样出现错误时，可以查对原始数据和计算过程。补充材料：附线性关系的求解过程：已知方程为：根据最小二乘法，可以获得各参数的求解:=在具体的计算中，为简便步骤，可以按着下面的方法进行：（1）确定样本数 n，即每树种调查的林木个体株数（2）分别计算下式： 依据上面计算结果，带入下式：=- ()2/n=- ()2/n= - ()/n结合x和y的平均值，可以求算：=/=据此，可以得到每个树种树高和冠幅与胸径的线性关系。决定系数的计算： =