【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种楸树氮素利用效率的方法，尤其涉及一种结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，属于农林生长。
技术介绍
1、在森林生态系统中，氮素成为许多地区木本植物生长最重要的限制性因子。木本植物的氮素利用效率是一个复杂过程，且受到生长情况的影响，通常体现在生物量上。因此，准确调查和监测某个地区重要树种的生物量对于了解该树种的氮素利用效率至关重要。
2、全部采伐，进行生物量的测定，需要投入极大成本，对生态破坏极大，所以，需要使用科学的方法间接估算活立木生物量。近年来，大多数学者通过建立异速生长模型的方式估算生物量并获悉异速生长关系。异速生长模型即通过容易获得的参数(如胸径、树高和树冠直径等)，使用已经建立的方程估算树木的生物量。通过采伐少数样本树木建立异速生长模型，从而估测未被采伐树木的生物量，是近年来最常用的方法。幂函数(y＝axb)或其对数变换形式(lny＝a+blnx)是最广泛使用的生物量相对生长模型。植物的胸径、树高、木材密度、基部直径、冠幅是比较常用的预测因子。由于木本植物主要规模化应用于我国用材林建设，因此，评估树木总氮利用效率和茎氮利用效率，显得尤为重要。基于此，测量得到同一树种不同无性系品种个体根、茎、叶氮含量结果，并基于建立的该树种异速生长模型，估算其生物量，分析树木的总氮素利用效率和茎氮利用效率，可以初步估算该树木氮素利用效率的时空变异特征。
3、楸树(catalpa bungei)是中国的一种乡土树种，属于紫葳科(bignoniaceae)梓树属植物。楸树分布于中国河北
4、截至目前，楸树的异速生长关系和生物量模型尚未得到充分研究，且楸树品种氮素利用的遗传变异规律尚不清楚，速生、氮高效良种缺乏，因此，通过测量楸树不同无性系品种个体根、茎、叶氮含量，并基于建立的楸树异速生长模型，估算其生物量，对楸树不同无性系品种的总氮素利用效率和茎氮利用效率进行评估，在保持速生的前提下，选育出高氮素利用效率楸树无性系品种，规模化应用于楸树用材林建设，将为未来楸树木材有效供给提供有力支撑。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，该方法利用样本树木的胸径(d)、树高(h)和树木体积指数(d2h)作为拟合异速生长模型的预测因子，建立楸树异速生长模型，并结合测量得到的楸树根、茎、叶氮含量结果，得出不同楸树无性系品种的氮素利用效率和茎氮利用效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
3、一种结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其步骤如下：
4、s1：选择干形和冠形良好、无病虫害、生长正常、能够代表平均生长状况的楸树人工林，作为收获测定生物量的楸树样木，破坏性采样，采用全称重法测定生物量；
5、s2：利用楸树样本树木的胸径(d)、树高(h)和树木体积指数(d2h)，作为拟合异速生长模型的预测因子，利用线性回归模型建模方法，建立楸树异速生长模型。
6、s3：测量楸树无性系品种根、茎、叶氮含量结果，并结合s2推算得到的楸树根、茎、叶生物量结果，估算楸树总生物量，计算楸树无性系品种氮素利用效率和茎氮利用效率；确定氮素利用效率和茎氮利用效率较高的楸树无性系品种，明确楸树无性系品种氮素利用效率时空变异特征。
7、优选地，s2之后，增加如下步骤：
8、s21：选取不同茎级楸树个体，重复对树高和胸径指标进行测定，根据s2中构建的异速生长模型，对其生物量进行推算。
9、优选地，s21的具体步骤如下：
10、分别测得不同茎级验证楸树个体的主干、树枝、整株、地上部分和地下部分的生物量，将各株的胸径代入筛选后的最优异速生长模型中，分别求出每株验证楸树个体主干、树枝、整株、地上部分和地下部分的生物量，再与其实测值进行比较，从而验证和评价该异速生长模型的预测效果。
11、优选地，s1中，所述全称重法测定生物量的具体步骤为：使用围尺测量样木的胸径，胸径指的是位于距离主干基部1.3米处的带皮直径，伐倒，测量样木的树高(h)，锯掉所有枝条，摘掉全部的叶片并收集起来，称量整株样木的茎、树枝和叶的鲜重；对于楸树的地下部分，挖出所有根系，清除表面的泥土，吸干表面水分后称量鲜重；
12、从树干基部起以2m为区分段，使用油锯，从每段树干的基部截取厚度为3～5cm的圆盘，挑选出中等大小的枝条，采用与主干采样相同的方法采集样品，同时挑选部分成熟完整的叶片样品以及部分根系样品进行采集，将所采集的样品在105℃下，用烘箱杀青30分钟后，在65℃下，烘48小时，烘干完成后，测量干重，计算样品各组织的干鲜比，通过每株楸树各组织鲜重和对应楸树各组织干鲜比相乘，计算出每株楸树各组织的干重，即计算获得每株楸树样木主干、枝条、地上、地下和整株生物量。
13、优选地，s2中，所述拟合异速生长模型如下：
14、lnw＝a`+blnx (2)
15、其中，w为某个部分或整株的生物量；a和b分别为模型拟合的参数；x为预测因子；以方程(2)的形式进行简单线性回归拟合，通过比较不同回归方程的决定系数(r2)、均方根误差(rmse)和小样本下修正的赤池信息量准则(aicc)，评估异速生长模型的拟合效果；使用测试组的实测生物量数据和筛选后的最优模型计算的预测值进行线性回归分析，验证异速生长模型的可靠性和稳定性，其中，为了度量生物量实测值和估测值的相关程度，计算泊松(pearson)相关系数(r2)，使用的公式如下：
16、
17、
18、n为观测次数(the number of observations)；wobs表示生物量实测值；wpred表示生物量估测值；表示生物量实测值的平均值；表示生物量估测值的平均值；
19、
20、log-likelihood为模型的最大对数似然；k为估计的参数个数；
21、
22、优选地，s3中，选取楸树无性系品种，对树高和胸径进行测定，结合s2构建的异速生长模型，对楸树无性系品种总生物量和茎生物量进行预测；同时，分别进行根、茎、叶和植株总氮含量的测定，通过下述公式：氮素利用效率为植株总氮利用效率＝植株生物量/植株总氮量，茎氮利用效率为茎氮利用效率＝茎生物量/植株总氮量，得出不同楸树无性系品种的氮素利用效率和茎氮素利用效率，最终选育出高氮素利用效率楸树无性系品种。
23、优选地，s3中，选取楸树试验林11个无性系品种，每个无性系品种5株重复。
24、有益效果：
25、本专利技术通过建立楸树异速生长模型，通过树高、胸径等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其步骤如下：
2.如权利要求1所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S2之后，增加如下步骤：
3.如权利要求2所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S21的具体步骤如下：
4.如权利要求3所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S1中，所述全称重法测定生物量的具体步骤为：使用围尺测量样木的胸径，胸径指的是位于距离主干基部1.3米处的带皮直径，伐倒，测量样木的树高(H)，锯掉所有枝条，摘掉全部的叶片并收集起来，称量整株样木的茎、树枝和叶的鲜重；对于楸树的地下部分，挖出所有根系，清除表面的泥土，吸干表面水分后称量鲜重；
5.如权利要求4所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S2中，所述拟合异速生长模型如下：
6.如权利要求5所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S3中，选取楸树无性系品种，对树高和胸径进行测定，结合S2构
7.如权利要求6所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：S3中，选取楸树11个无性系品种，每个无性系品种5株重复。
...【技术特征摘要】
1.一种结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其步骤如下：
2.如权利要求1所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：s2之后，增加如下步骤：
3.如权利要求2所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：s21的具体步骤如下：
4.如权利要求3所述结合木本植物异速生长模型估算楸树氮素利用效率的方法，其特征在于：s1中，所述全称重法测定生物量的具体步骤为：使用围尺测量样木的胸径，胸径指的是位于距离主干基部1.3米处的带皮直径，伐倒，测量样木的树高(h)，锯掉所有枝条，摘掉全部的叶片并收集起来，称量整株样木的茎、树枝和叶的鲜重；对于楸树的地下部分，挖出所有根系，清除表面的泥土，吸干表面水分后称量鲜重；
5.如权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周婧，王军辉，罗志斌，麻文俊，陈文义，王智勇，周梦岩，石文广，邓澍荣，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业研究所，
类型：发明
国别省市：
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