实验三：林分密度对直径、树高、材积和冠幅生长的影响一实验目的和意义森林是由许多林木构成的生态系统，具有群体结构，密度是影响林木生长的主要因子。本实验的目的是通过林分调查，分析密度对林木生长的影响，认识密度的作用规律，对造林树种选择、林分结构调整、林分抚育间伐、造林规划设计等具有重要的指导作用。本实验涉及课堂教学中林木生长、造林密度、种内种间关系等章节。二实验原理在森林生态系统中，每株林木生长都需要一定的营养空间。在营养空间充足的条件下，林木生长发育良好，营养空间不足，林木生长发育较差。林分密度增加（或林木之间平均距离减小），意味着每株林木的营养空间减小，林木之间竞争加剧，导致林木单株直径下降、材积减小或冠幅变窄等。因此，从林分密度高低或林木之间平均距离大小与林木生长指标（如直径、材积、冠幅）关系方面，可以得到密度对林木生长影响，判断种内或种间竞争的程度。三实验内容1不同密度（距离）上某一树种平均直径、树高、材积和冠幅变化；2计算某一树种种内竞争指数，分析不同距离上种内竞争指数变化；3从不同密度（距离）上某一树种生长指标和竞争指数的变化分析密度对生长的影响；四实验仪器（工具）1测胸径用围尺；2测定林木之间距离用卷尺；3皮尺；4测高器；5记录夹；6数据记录表；7记录用铅笔；8计算器；9坐标纸；10三角板；11彩色粉笔；五实验材料（药品、试剂、样品、树种、林分）在哈尔滨实验林场落叶松、樟子松、水曲柳、胡桃楸、黄波罗、蒙古栎、白桦任选3个林分（包括针叶树种和阔叶树种）开展实验。六实验步骤（一）数据收集1在选定的林分中设置调查样地,面积30mX30m，样地内林木空间分布最好不均匀（有疏有密），这样在分析中能够显现密度作用的效果。2在样地内随机选择30-40株树木，进行编号。然后确定对象木和竞争木，每株林木在林分中既是对象木，又是竞争木。3测定方法见图1。首先选择对象木A，然后确定周围距离最近的4株竞争木B1、B2、B3和B4，测定对象木和4株竞争木的直径、树高、冠幅（四个方向），对象木与竞争木的距离d1、d2、d3和d4。将各个测定结果记录在表1各个拦目中。图1对象木和4株竞争木测定示意图。A是确定的对象木，B1、B2、B3和B4是离对象木最近的竞争木，d1-d4是对象木与4株竞争木之间的距离。表1密度对直径、树高、材积和冠幅林木生长影响实验调查表地点：调查时间：树种：林龄：记录者：树号对象木竞争木直径(cm)树高(m)材积(m3)冠幅(m)距离东西南北di(m)1131.414.52.43.24.12.6123.412.43.12.33.63.23.2222.611.12.41.54.22.34.2321.813.21.83.21.54.13.5432.613.61.62.52.42.22.9221说明：（1）表中数据为虚拟数据。（2）对象木与竞争木之间的距离di(i=1,2,3,4,)是4个方向上最近距离，测定时要注意每株树的位置与距离相对应，避免混淆。（3）直径、树高、冠幅和距离的测定精度均保留小数点2位。（4）每株树的材积在实验室通过《黑龙江立木材积表》查算得到。4当第一株对象木和竞争木测定后，其它林木的测定采用相同的方法。这样有的树木在上一个测定中是竞争木，但是在这次测定中可能成为对象木，如图2所示。这样反复测定，直到测定完30-40株对象木为止。5如果调查多个树种，每个树种单独一套表格，各个树种的调查数据不能混淆。图2对象木和4株竞争木测定示意图。原来图1中对象木A在这次调查中成为竞争木，而竞争木B1在这次调查中成为对象木。（二）数据处理1计算每株对象木与4株竞争木的平均距离，根据30-40株树木平均距离的计算结果，将这些树木按平均距离分成2-3组。2计算每一组中树木的平均直径、平均树高、平均材积、平均冠幅，得到平均值和标准误差，将计算结果列在下表中。表2不同密度（距离）上林木直径、树高、材积和冠幅汇总表平均距离直径（cm）树高（m）材积（m3）冠幅（m）样本数树种113.535.32?1.2114.32?1.511.34?0.116.35?0.811323.11032.512树种2说明：表中1、2、3代表3种密度，如1：平均距离3.5m，代表低密度；2：3.1m，代表中等密度；3：2.5m，代表高密度。表中数据为虚拟数据。3计算每株对象木的竞争指数。对根据平均距离已经分成3组，计算每组树木的竞争指数。计算公式如下：CIj=其中：CIj为第j株对象木的竞争指数，Di为第i株竞争木直径（i=1,2,3,4），Dj为第j株对象木直径，dij为第i株竞争