實(shí)驗(yàn)一、主要造林樹種胸徑、樹高和冠幅生長(zhǎng)測(cè)定一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x森林培育的主要目標(biāo)是提高森林生產(chǎn)力，這就需要了解樹木生長(zhǎng)，需要了解林木各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)之間的關(guān)系。本試驗(yàn)的目的是通過對(duì)東北林區(qū)主要造林樹種胸徑、樹高和冠幅的調(diào)查，在其它環(huán)境條件一致的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)不同樹種的生長(zhǎng)特性和潛力，以期為本地區(qū)的造林樹種選擇工作提供科學(xué)的依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)涉及造林學(xué)中的造林樹種選擇、人工林產(chǎn)量形成基礎(chǔ)等章節(jié)。二 實(shí)驗(yàn)原理 “適地適樹”是造林學(xué)中六大技術(shù)環(huán)節(jié)的核心，而選樹適地是最基本的途徑之一。哪些樹種適合在某一地區(qū)栽植，并能夠滿足造林者的目的與要求，方法之一是對(duì)該地區(qū)同時(shí)栽植的多個(gè)樹種進(jìn)行調(diào)查，對(duì)比和分析與林分生長(zhǎng)密切相關(guān)的指標(biāo)。通過測(cè)定人工林的胸徑、樹高和冠幅指標(biāo)，能夠直觀地表征不同造林樹種在某地區(qū)的生長(zhǎng)狀況和適合程度，同時(shí)，通過建立胸徑、樹高和冠幅之間的聯(lián)系，有助于深入認(rèn)識(shí)不同樹種的生物學(xué)特性。三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、不同樹種單株林木胸徑、樹高和冠幅的調(diào)查；2、種間林分平均胸徑、樹高和冠幅的比較；3、不同樹種林木胸徑與樹高和冠幅之間的聯(lián)系。四 實(shí)驗(yàn)儀器（工具）1皮尺；2測(cè)胸徑用圍尺； 3測(cè)高器；4 記錄夾；5數(shù)據(jù)記錄表；6 記錄用鉛筆；7 計(jì)算器；8 坐標(biāo)紙；9 三角板；10彩色粉筆 五 實(shí)驗(yàn)材料（藥品、試劑、樣品、樹種、林分）在哈爾濱市實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)落葉松、樟子松、水曲柳、胡桃楸、黃波羅、蒙古櫟、白樺林分中任選3個(gè)林分（包括針葉樹種和闊葉樹種）開展實(shí)驗(yàn)。六 實(shí)驗(yàn)步驟（一）數(shù)據(jù)收集1、在選定的林分中,用皮尺圍定面積為20 m20 m的臨時(shí)調(diào)查樣地1塊，合計(jì)3塊不同樹種樣地。2、 在樣地內(nèi)，用粉筆按著順序給每株林木編號(hào)（如1-99），然后用圍尺測(cè)定所有林木的胸徑，以測(cè)高器測(cè)定各林木的樹高，分別選擇南-北和東-西兩個(gè)方向采用皮尺測(cè)定樹冠的寬度，同期將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)記錄表（表1）。表1樹木平均胸徑與樹高、冠幅實(shí)驗(yàn)調(diào)查表地點(diǎn)： 調(diào)查時(shí)間： 樹種： 林齡： 樣地面積： 記錄者： 樹 種樹 號(hào)胸徑（cm）樹高 （m）冠幅寬度（m）東-西南-北112.n212.31（二）數(shù)據(jù)處理1、 林分平均胸徑、樹高的計(jì)算通過表1，分別求算2樹種平均胸徑、樹高，將計(jì)算結(jié)果填入表2對(duì)應(yīng)位置。表2 兩樹種平均胸徑與樹高、冠幅樹 種平均胸徑（cm）平均樹高（m）平均冠幅（m2）1232、林分平均冠幅的計(jì)算 冠幅是指樹冠的垂直投影面積，一般以相互垂直的兩個(gè)方向上的樹冠直徑來換算樹冠半徑，本研究采用4個(gè)方向上的冠幅寬度來計(jì)算，見下面公式：S = * (r1+r2+ r3+r4)2 這種處理方法把樹冠近似看成圓形，與實(shí)際情況接近。本實(shí)驗(yàn)在野外測(cè)定樹冠南-北和東-西方兩方向上的樹冠直徑（寬度），并換算為冠幅。以每株林木為單位，求算某樹種整個(gè)林分的平均冠幅，填入表2對(duì)應(yīng)位置。3、 胸徑與樹高和冠幅之間的聯(lián)系 對(duì)于每一樹種，建立胸徑與樹高和冠幅之間的線性關(guān)系，即： 其中y為依變量，x為自變量。a和b為估計(jì)參數(shù)。例如y可以是樹高或冠幅，x則可以是胸徑。以上過程可以通過Windows EXCEL 2003軟件進(jìn)行擬合。具體的求算步驟請(qǐng)查看下面的補(bǔ)充材料。（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖繪制將軟件擬合的相關(guān)關(guān)系圖，轉(zhuǎn)移到坐標(biāo)紙上：選取20-30株林木個(gè)體，將胸徑（x1）和樹高（y1），胸徑（x2）和冠幅（y2）定位在坐標(biāo)紙上，并手繪出擬合的直線。樣圖見圖1和圖2。圖1 兩樹高與胸徑之間的相關(guān)關(guān)系圖注：本圖依據(jù)涼水自然保護(hù)區(qū)紅松人工林實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（2006年）擬合圖2 兩樹種冠幅與胸徑之間的相關(guān)關(guān)系圖注：本圖依據(jù)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)尖砬溝森林培育試驗(yàn)站天然次生林實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（2002年）擬合七 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，比較不同樹種平均胸徑、樹高和冠幅的差異。要求有針對(duì)性地進(jìn)行論述，并結(jié)合研究結(jié)果中的圖表。例如，“樹種1的平均胸徑大于樹種2，但是冠幅卻小于樹種2（表2）”。根據(jù)林分生長(zhǎng)的狀況，分析哪個(gè)樹種可能更適合于本地區(qū)栽植。2、根據(jù)樹高與胸徑，冠幅與胸徑之間的相關(guān)關(guān)系，判斷所擬合函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)（正、負(fù)或不存在）；依據(jù)決定系數(shù)（R2）的大小，判斷依變量與自變量之間的緊密程度。首先在種內(nèi)比較樹高與胸徑，冠幅與胸徑之間的關(guān)系，哪個(gè)更密切；然后，依據(jù)選取的樹種，比較針葉樹和闊葉樹之間，依變量與自變量之間的緊密程度是否發(fā)生改變。最后，請(qǐng)分析形成這種現(xiàn)象的潛在原因（包括樹種的生長(zhǎng)特性、保留密度、經(jīng)營(yíng)措施等）。八 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫 每位同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后都要完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫有固定的格式和要求。同學(xué)們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求，將各項(xiàng)內(nèi)容填寫到實(shí)驗(yàn)報(bào)告書中。（1）實(shí)驗(yàn)名稱：將本實(shí)驗(yàn)題目寫上；（2）實(shí)驗(yàn)的目的和意義：將本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第一節(jié)“實(shí)驗(yàn)的目的和意義”中的內(nèi)容寫上；（3）實(shí)驗(yàn)原理：將本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第二節(jié)“實(shí)驗(yàn)原理”中的內(nèi)容寫上；（4）實(shí)驗(yàn)儀器：將調(diào)查中和內(nèi)業(yè)分析中使用的工具寫上；（5）實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)材料：根據(jù)你調(diào)查的林分，填寫林分特征（包括樹種、林齡、面積、地點(diǎn)等）；（6）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：按本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容填寫；（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：這部分需要用比較多一點(diǎn)的文字去論述。要從不同樹種的胸徑、樹高、冠幅生長(zhǎng)狀況和相關(guān)關(guān)系等方面分別論述。（8）實(shí)驗(yàn)報(bào)告的圖表要單獨(dú)一頁，夾在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。九 注意事項(xiàng)1 每木調(diào)查時(shí)，測(cè)定和記錄過程要準(zhǔn)確，避免遺漏或錯(cuò)記。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，各個(gè)指標(biāo)的計(jì)算過程也要準(zhǔn)確，否則可能得到相反的結(jié)果。2圖表繪制要仔細(xì)，圖表大小要合適，最好每個(gè)圖的大小控制在 50mm60mm (高寬)范圍內(nèi)。用坐標(biāo)紙繪圖要干凈。3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要清楚、簡(jiǎn)捷、明了，結(jié)論要準(zhǔn)確。4 各個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)、各種計(jì)算過程原稿要保存，不要丟失，這樣出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以查對(duì)原始數(shù)據(jù)和計(jì)算過程。補(bǔ)充材料：附線性關(guān)系的求解過程：已知方程為：根據(jù)最小二乘法，可以獲得各參數(shù)的求解:=在具體的計(jì)算中，為簡(jiǎn)便步驟，可以按著下面的方法進(jìn)行：（1）確定樣本數(shù) n，即每樹種調(diào)查的林木個(gè)體株數(shù)（2）分別計(jì)算下式： 依據(jù)上面計(jì)算結(jié)果，帶入下式：=- ()2/n=- ()2/n= - ()/n結(jié)合x和y的平均值，可以求算：=/=據(jù)此，可以得到每個(gè)樹種樹高和冠幅與胸徑的線性關(guān)系。決定系數(shù)的計(jì)算： =