关于五常市宝龙店林场主要林分类型直径分布的研究

张连飞

(黑龙江省庆安国有林场管理局，黑龙江 绥化 152000)

注：1亩≈666.7m2

人们对林分直径分布规律的研究已经长达一个世纪之久，林分直径分布规律向来倍受国内外林学家和林业工作者的关注，国内外专家对林分直径结构分布模型进行了较为广泛的研究，而其中林分结构一直都是广大林业科研工作者们研究的重点方向。尽管如此，我们对林分结构仍然没有一个统一的定义，胡文力认为林分结构是指一个林分或整个森林经营单位的树种、株数、年龄、径级及林层等构成的类型[1];李毅认为林分结构是指林分中树种、株数、胸径、树高等因子的分布状态[2];孟宪宇认为不论是人工林还是天然林,在未遭受严重干扰的情况下,林分内部许多特征因子,都具有一定的分布状态而表现出较为稳定的结构规律性, 称它为林分结构规律[3]。在参考国内外研究现状后，本研究选取Weibull分布函数、指数分布函数以及正态分布函数三种分布函数对样地数据进行拟合，选取拟合效果最好的函数。

1 研究地区概况

研究地区为黑龙江省五常市宝龙店林场，林场位于五常市东部小山子镇陈香店，场址距五常市区45km，地理坐标为 127°38′—127°55′E，44°50-44°58′N。林场隶属于五常市林业局，行政区域属小山子镇境内。林场地处长白山山系的张广才岭西坡，是一个低山丘陵地带，地势东南高西北低。

2 数据收集及处理

在不同的立地条件下，在不同密度和年龄都不相同的林分中设置大小不同的标准地，对标准地内的样木逐株进行每木检尺，测定胸径和树高[4]。所有数据均来自于五常市宝龙店林场不同立地条件、林型和密度的林分中，选择典型的次生林类型，设置面积不同的标准地，以获得所需的数据。

按照20块标准地每亩测定的数据结果，对各个样地的直径进行径阶归类，以4cm整化径阶，整理数据，利用Excel软件绘制样地各径阶的树木株数的直方图，从总体上大致观察出每块样地的林木直径分布规律。与此同时，对每块标准地的概况进行整理，计算出平均直径，找出优势树种，确定林分类型。宝龙店林场各标准地概况如表1所示。

表1宝龙店林场各标准地概况

3 各林分类型直径分布规律分析

3.1 直径分布模型

本研究选用的模型有正态分布、指数分布、Weibull 分布，用R语言软件对20块标准地直径分布数据进行拟合检验。个别的异常数据对参数拟合会产生很大的影响，这将使模型产生离散，因此，在参数估计之前剔除一些异常数据。通过对拟合参数的分析，发现Weibull 分布和指数分布检验通过率较大。

3.2 各林分直径分布模型的拟合检验结果

三种模型对各林分类型的样地数据直径分布拟合检验结果列于表2。通过对三种函数进行检验可以看出，对于人工落叶松林而言，正态分布和Weibull分布具有较高的接收率和更好的拟合。直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化，即随着林分年龄的增加，林分算术平均直径的逐渐增大，直径分布也就逐渐趋近于正态分布。对于天然软阔叶林和硬阔叶林这种异龄混交林而言，林分直径分布多呈现反J形曲线。从拟合结果来看，Weibull分布的接收率更高，拟合效果更好。

表2各林分类型直径分布模型拟合检验结果

选取了拟合效果较好的人工林和天然林各1块，绘制了Weibull直径分布函数效果图，如图1 和图2 所示。通过图1和图2可以看出，Weibull分布函数对于天然林和人工林的样地数据拟合效果都很好，表现出很大的灵活性和良好的适应性。由于Weibull分布函数中的3个参数与林分特征因子具有较大的相关性，且求解方法多而简单，目前应用较为广泛。

图1 人工落叶松林Weibull 函数拟合

图2 天然软阔叶林Weibull 函数拟合

4 结论

本研究利用五常市宝龙店林场20块样地数据，选择3种直径分布函数进行拟合。根据直径分布规律，对数据进行处理分析，将林分划分为三种不同的林分类型。为了更精确地比较各种分布函数对实际数据的拟合效果，在剔除了一些异常的数据后，用3种分布函数进行判断，获得指数分布、Weibull 分布函数和正态分布函数，结果表明：对于人工落叶松林而言，正态分布和Weibull 分布的拟合效果较好，而对于软阔叶林以及硬阔叶林(天然林)而言，多呈现单峰分布， Weibull 分布对样地数据的拟合效果最好。