油松人工林单木生长随机模型构建及模型尺度扩展研究

油松是我国北方地区主要造林树种之一，在植被恢复、木材供应、园林绿化等方面发挥着重要的作用，但随着油松人工林栽培面积的不断扩大，由于缺乏科学的经营管理，多数林分呈现空间结构、龄组结构不合理，生长量低、质量差，因而制定科学合理的抚育及经营管理措施迫在眉睫。单木生长随机模型能准确预测林木生长的动态变化过程，因而是解决这一问题的有效途径。本项目在油松人工林4个主要气候分布区大量样地调查的基础上，对林木大小因子、林分因子、立地因子、竞争因子、气候因子优化筛选下，充分考虑随机效应对林木生长速度影响的差异，构建与距离无关的油松人工林单木断面积生长随机结构模型、单木树高生长随机结构模型、单木死亡率随机结构模型，并对各单木模型向林分尺度准确扩展的方法进行研究。研究结果将为区域油松人工林经营管理的科学化、数字化、精确化奠定坚实的理论基础。

油松是我国北方地区的主要造林树种之一，对该地区的植被恢复、木材供应、园林绿化具有重要意义。但随着油松人工林栽培面积的不断扩大，多数林分呈现结构不合理，生长量低、质量差，因而制定科学的经营管理方案迫在眉睫。本项目开展的油松人工林单木生长随机模型构建及尺度扩展研究是解决这一问题的有效途径。经过三年的研究，本项目圆满完成了各年度的计划任务，达到了预期目标。截止到2013年12月，出版专著1部，发表论文4篇，其中EI收录2篇，培养研究生1名，本科生5名。.本项目调查收集了北京、辽东、辽西油松人工林固定复位样地185块，临时样地100块，解析木76株；调查收集了山西、陕西等地的油松人工林临时样地200块；同时收集了北京市、朝阳市、丹东市1951-2011年的每月和每日气象数据。在此基础上，构建了油松人工林单木生长随机模型和尺度扩展方法。研究取得的主要进展：（1）北京低山阴坡厚土立地条件下的油松人工林径阶分布接近正态分布，阴坡薄土、阳坡厚土和阳坡薄土下的径阶分布均呈反“J”型；油松人工林林下植物种类共有64种，其中木本34种，草本30种，孩儿拳头、荆条为林下木本植物的优势种，荩草、求米草、茜草、益母草为林下草本植物的优势种；油松人工林林下植物群落从丰富度指数、多样性指数、均匀度指数来看，均以阴坡厚土立地条件下的为好。（2）3个不同气候区油松人工林5年胸径生长量频率分布呈明显的反“J”型分布。北京地区的油松人工林5年平均胸径生长量为2.27cm；辽西地区的为0.78cm；辽东地区的为1.74cm；3个地区的油松胸径生长量与气候因子相关性综合比较，年平均温度T和年平均降水量P的相关性分别为0.580和0.382，可作为构建油松单木胸径生长随机模型的自变量因子；对13种竞争因子与油松单木胸径生长的相关性分析，CIL、QCI、BAL、DQ这4个因子从相关性、代表性和计算便捷性等方面考虑，均符合构建模型的要求。（3）Logistic方程拟合油松人工林单木树高生长精度最高；且经T检验，预测值与实测值之间无显著差异。（4）Logistic模型预测油松林木枯损率精度较高，并经2检验，观测值与预测值之间无显著差异。（5）分解法模型在4种尺度扩展方法中预测精度最高，它不仅能准确预测单木尺度上的成活率和胸径生长量，而且也能准确预测林分尺度上的林分密度和林分断面积等指标。