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生长量

单株树木或林分的直径、断面积、树高、材积等测树因子,随年龄增加而变化的数量。单株树木生长量的增长是林分生长量的基础。树木依靠细胞的增殖,不断增长它的直径和树高,使材积也同时增长。随年龄的增加,其生长过程由缓慢到旺盛,再逐渐缓慢,最后趋于停止。林分生长量通常指的是林分蓄积生长量,它是一个复杂的消长过程。

单株树木或林分的直径、断面积、树高、材积等测树因子,随年龄增加而变化的数量。单株树木生长量的增长是林分生长量的基础。树木依靠细胞的增殖,不断增长它的直径和树高,使材积也同时增长。随年龄的增加,其生长过程由缓慢到旺盛,再逐渐缓慢,最后趋于停止。林分生长量通常指的是林分蓄积生长量,它是一个复杂的消长过程。一部分活立木的生长增加林分蓄积;一部分林木由于自然枯损或采伐减少蓄积;还有一部分林木原来未达检尺标准,重复调查时因生长达到检尺标准而增加蓄积量。因此,林分生长量表现出幼、中龄时期随年龄增加而增加,进入成熟龄后,随年龄增加而减少,最后被下代林木所更替的规律。

在森林经理工作中,生长量是计算森林成熟年龄、确定采伐量的基本依据。生长量的大小,不仅与树种特性、年龄结构、立地条件以及气候等自然条件有关,而且与经营管理水平有关。故生长量既是预测森林资源消长规律的主要因子,又是评价林地生产力、经营措施效果的指标。

种类

单株树木按调查因子区分,有断面积生长量材积生长量、形数生长量和重量生长量等;从研究生长的时间长短分,有总生长量、定期生长量和连年生长量;用平均值表达则有总平均生长量和定期平均生长量等。为表达生长过程中某一期间的相对速度时用。林分具有上述相同含义的各种生长量,其调查因子指的是林分平均值。而林分蓄积生长量按其所包含的内容不同,又可分毛生长量、纯生长量、净增量、进界生长量等(见材积生长量)。

总生长量

树木自幼苗开始至调查时止,整个期间积累的生长总量。总生长量的生长过程,可以用曲线表示,称为生长曲线。其形状大体分两类,一类呈“S”形(见图),如直径、、材积等因子;另一类呈反“J”形,如等因子。

生长曲线示意图

a年时树木调查因子为ya,则ya是总生长量。表达总生长过程曲线的方程式很多,其中主要有:

①逻辑斯谛方程:

生长量

②特烈其亚科夫方程(Н.В.Третъяков,1940):

生长量

③米切尔里希方程(A.Mitcherlich,1919):

生长量

④里查得方程(F.J.Richards,1959):

生长量

⑤舒马切尔方程(F.X.Schumacher,1939):

生长量

式中 y为调查因子;A为年龄;a0a1a2a3为待定参数;e为自然对数底。

定期生长量

树木在定期n年间的生长量。设树木现在总生长量为yan年前为ya-n,则n年间的生长量yn=ya-ya-n

总平均生长量

简称平均生长量,即总生长量的年平均值。ya为总生长量,a为年龄)。平均生长量是评价树种在不同条件下或不同树种在同一条件下生长快慢的重要指标。

定期平均生长量

定期生长量的年平均值,即

生长量

连年生长量

树木在某一年间的生长量,即

Z=ya-ya-1。

慢生树种,由于连年生长量数值很小,难于测定,常用定期平均生长量代替。连年生长量是划分各生长阶段的主要依据。连年生长量与平均生长量的关系:幼龄阶段都随年龄增加而增加,但连年生长量增加快,其值大于平均生长量;连年生长量达到最大值的时间比平均生长量早;平均生长量达到最大值时,与连年生长量值相等。

生长率

连年生长量与总生长量的比值,用百分数表示。它说明某一期间的树木生长相对速度,与平均生长量相比,有运用灵活、便于比较等优点。

测定方法

测树学主要研究的生长指标是树干材积生长量和林分蓄积生长量。单株树木生长量最准确的测定方法,是通过伐倒木对各项因子的直接量测。而立木则多通过量测胸高处的年轮宽度,根据直径或断面积生长量与材积生长量的关系,间接推算出树干材积生长量。林分蓄积生长量测定方法,按所采用的调查方法大致可归纳为三类:①固定标准地重复量测:根据先后两次调查结果计算出生长量。这种方法最精确可靠,但需要的时间很长。多在生长过程、组成变化和总收获量的研究工作中应用。②临时标准地一次量测:包括伐倒标准木量测法和不伐标准木的简易测定法。③建立数学模型预估生长量:根据大量调查数据,研究分析各项调查因子与生长量的律规性关系及各种立地条件因素对生长量的影响,建立经验数学模型估算生长量或编出生长过程表、生长量表等查算林分生长量。

问题与发展概况

当前生长量的研究工作多偏重于树干材积生长量和各种测树因子生长量变化规律,在此基础上提出的材积生长量测定方法约有百种以上。但是,不同方法所得出的各种生长量概念和表达式却缺乏统一的系统。因而,测树工作中急需解决的问题是方法的系统化、标准化,以便使不同方法测定的同一生长量,无需作任何补充解释,便具有可比性。

材积生长量是多种因子组合作用的反映。随着多元分析理论的运用,广泛采用电子计算技术,建立多变量数学模型研究生长量已形成一种趋势。其做法是:先根据大量调查数据提出各种有关因子进行试验筛选,后确定出与材积生长量或生长率最密切相关的若干因子作变量建立数学模型。例如,在一个树种范围内,可以建立生长率模型P=fDZrA);在一个树种和同一地位级内,可以建立材积生长量模型Z=fMZrA)。这里,D为林分平均直径;Z为树木半径生长量;A为年龄;M为林分蓄积量。但是,这类实验生长模型有其地区局限性,只能作为其他地区研究生长量的参考。深入研究生长量的规律,应从理论上探讨出材积生长量与环境(气候、土壤类型等)的因果关系,把生长量与生理过程相联系。1968年,沃尔考夫(В.А.Волков)根据林分蓄积量动态的生物地球物理理论,对白桦林研究的结果,得出林分材积生长量的模型为

Z=Cλ-βM)/γ

式中 λ为被树木叶面吸收的太阳能;β为维持树木生命活动的太阳能消耗量;γ为单位材积生长量所消耗的太阳能;C为常数。

随着森林经营强度的提高和各种原料综合利用的发展,估测全树生物量(树冠、树干、树根)、生长量的问题已提到日程,各国生物学家和林学家已在探讨树木和林分生物量积累生长的规律和测定方法,并已取得成果。