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立木干形是指林木的树干形状。它是测定立木树干材积、立木出材质量以及林分蓄积的重要参考指标。为使利用立木干形因子在测定立木材积和分析树干出材率时的方法有效、精准且简易,许多学者提出了很多于形指标及其计算公式。在立木材积的测算理论和实践中,立木干形一直是学者研究的热点。本文通过研究橡胶树立木干形特征,以期构建海南省橡胶树立木材积模型,为海南省的森林资源管理提供理论指导依据。 本文以海南省233株橡胶树解析木数据为研究对象,利用调查数据,从不同方面研究橡胶树胸高形数、实验形数,根基部形数与相对高nh处正形数随树高级和径阶的变化特点,同时也研究橡胶树希费尔形率(q0、q2)和正形率系列随树高级和径阶的变化特点。采用变异系数法和回归分析法分析不同形数和形率的稳定性,确定最稳定形数和形率,并建立最稳定形数与胸径相关关系模型。最后构建海南省橡胶树立木材积模型。主要研究内容和结论如下: (1)通过分析4个品系橡胶树胸高形数、实验形数,根基部形数与相对高nh处正形数随树高级、径阶的变化规律及橡胶树希费尔形率(q0、 q2)和正形率系列随树高级、径阶的变化规律得知,4个不同品系的橡胶树各形数依树高级变化规律和依径阶变化规律大致相同,不同品系相对应的形数和形率无显著差异性。 (2)基于4个品系相对应的形数和形率无显著差异性,将所有样木划分成4个龄组。不同龄组之间按,橡胶树各形数(形率)随树高级、径阶变化规律有较大差异,整体变化趋势均符合各阶段生长情况;其中,幼龄林形数(形率)整体变动幅度最大,成熟林形数(形率)整体变动幅度最小。 (3)通过变异系数分析对橡胶树形数和形率变异程度的分析结果表明:橡胶树在树干1/10处形数f1/10均值为0.4555,变异系数最小,为0.1426,稳定性最高;在树干2/10处形率q0.2均值为0.8711,变异程度最小,为0.1026,稳定性最高。以所有橡胶树样木材积实测值与不同形数所对应的比较圆柱体体积构建线性回归模型,回归分析结果显示:树干1/10处模型模拟的确定系数R2最高,为0.9545,平均绝对误差和均方根误差最小,分别为0.0325和0.0544,反映了f1/10最稳定。 (4)相对高处直径与胸径存在紧密的线性关系。研究结果发现:d1/10与d1.3的线性回归方程为d1/10=0.8961d1.3+1.3704,模型确定系数(R2)最高,为0.9812,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)最小,分别为0.9289,和1.4398,模型模拟效果较好。通过d1/10与d1.3的线性回归方程,推算1/10h处直径的预测值(d)1/10,根据正形数的定义,计算(d)1/10所对应的正形数(f)1/10,其平均值为0.4528,标准差为0.0623,变异系数最小,为0.1376。为橡胶树树干1/10处形数的有效应用提供了途径和理论依据。 (5)研究构建的4种海南省橡胶树立木材积模型模拟结果均较好。4种形数法估测材积的结果中,最稳定形数法最优,实验形数法次之,胸高形数法最差;最稳定形数法结构式v=0.4555·π/4d21/10· h,模型确定系数为0.9286。利用f1/10形数与q0.4形率关系构建估测材积的模型,模型确定系数为0.9839,其他检验指标也均较好。一元立木材积模型V=0.0001673·D2.4298,模型的确定系数为0.9443,模拟效果较好。二元立木材积模型采用的3组不同样本数量建模,3组样本的二元立木材积模型拟合效果都很好,模型确定系数均在0.96以上。综合考虑检验样本数量和不同数量建模样本拟合效果的差异,最终选择二元立木材积模型V=0.00006863· D1.9543· H0.8326,模型的确定系数为0.9641。