呼和浩特市5种落叶乔木绿量测算方法研究

摘 要：以内蒙古自治区呼和浩特市具有代表性的山杏、杜梨、花楸、茶条槭、稠李5种落叶乔木为研究对象，对其胸径、冠幅、树高、枝下高4个指标进行实地测量，然后依据每个树种的树冠形状确定绿量计算公式，并根据公式计算出各树种的绿量，最后将各树种的胸径、冠幅、树高与其绿量进行相关性分析。研究结果显示：冠幅、树高与绿量分别呈极显著和显著相关。依据相关性，做冠幅、树高与绿量的二元线性回归分析，并获得二元线性回归模型，得到稠李的二元线性回归模型为Y=17.147A+6.415B-153.711（R2=0.945），杜梨为Y=11.452A+6.129B-98.770（R2=0.978），茶条槭为Y=3.982A+4.772B-37.167（R2=0.934），山杏为Y=6.894A+3.326B-43.710（R2=0.961），花楸为Y=7.449A+3.987B-52.815（R2=0.959）。

关键词：落叶乔木；绿量；相关性分析；二元线性回归方程

中图分类号：TU985.12 文献标志码：A 文章编号：1674-7909（2023）24-141-3

0 引言

随着国家园林城市、国家园林县城创建活动的开展，绿量作为评价城市园林绿化覆盖率的指标引起了人们的广泛重视。绿量是单位面积上绿色植物的总量，又称三维绿色生物量，是指生长中的植物茎、叶所占空间的多少，其实质是指植物的叶量。绿量既能作为评价城市园林绿地产生的生态效益的重要指标，又能统计城市园林绿化中的生态总量，同时可以指导城市园林绿化树种的配植设计。内蒙古自治区呼和浩特市作为发展迅速的西部城市，对城市园林绿化树种的绿量所产生的生态、社会和经济效益提出了更高的要求：在发挥城市园林景观作用的前提下，既要在有限的空间中尽可能地提高园林绿化覆盖率，又要提高树种种植质量［1］。要想实现这一特定目标，就要建立城市园林绿化树种绿量模型。落叶乔木在城市园林绿化中占据重要位置。因此，建立落叶乔木绿量的二元线性回归模型对提高城市园林绿化生态效益具有积极意义，同时能为城市在园林绿地规划等方面提供科学指导［2］。

1 研究内容

1.1 研究样地的选择

2021年6月至2022年9月，在呼和浩特市的公园、高校、中心广场等城市绿地进行实地考察。研究样地植物种类丰富，植物数量、生态效益作为主要的考察依据。利用高分辨率影像确定所选样地坐标，用全球定位系统（Global Positioning System，GPS）精准定位。最终选取呼和浩特市街心花园、公园、高校中心广场作为研究样地。

1.2 研究树种的选择

研究对象为呼和浩特市有代表性的杜梨、稠李、茶条槭、花楸、山杏5种落叶乔木。对每一树种的胸径、冠幅、枝下高、树高进行实测，每一树种测100株，共计500株。

1.3 树种树冠冠形及树冠体积计算公式的确定

通过查阅文献，了解到植物的树冠体积（树木的绿量）主要受冠形影响［3-4］。通过对5种落叶乔木的实地观察，以及参考大量文献及相关图片，最后确定这5种树种的冠形形状和树冠体积计算公式如表1所示。

1.4 测量方法

胸径的测量是用胸径尺测量树木距离地面1.3 m处树干的直径（单位是cm），测量3次求平均值。冠幅的测量是用卷尺测量树冠东西、南北两个方向的长度（单位是m），测量3次求平均值。枝下高的测量是用卷尺测量树干上第1个一级分枝以下的高度（单位是m），测量3次求平均值。树高的测量采用测高仪测定（单位是m），测量3次求平均值。

1.5 数据处理

在Excel中录入测得的5种落叶乔木的胸径、冠幅、枝下高、树高等数据及树木绿量计算公式，并根据绿量计算公式计算出5种落叶乔木的绿量值。将5种落叶乔木的胸径、冠幅、树高的数据与计算出的绿量值录入SPSS 20.0统计分析软件中进行相关性分析，而后根据相关性分析结果确定哪个指标与绿量呈显著相关，并将绿量与其呈显著相关的指标做二元线性回归分析，最后得出最佳二元线性回归模型。

2 结果与分析

2.1 5种落叶乔木树种的绿量与各指标之间的相关性分析

5种落叶乔木树种的绿量值与各指标的相关性分析结果如表2所示。由表2可知，各指标变量与5种落叶乔木树种的绿量都在不同程度上存在相关性，所有指标的相关系数都远大于临界值0.05。冠幅与绿量的相关性最高，呈极显著相关。这说明冠幅对绿量有较大的影响。其次是树高，其与绿量呈显著相关。最后是胸径，其与绿量呈正相关。研究结果说明，冠幅和胸径这两个指标变量可以较好地反映出绿量值，可运用冠幅和胸径这两个指标进行二元线性分析。

2.2 5种落叶乔木树种的绿量与树高和冠幅的二元线性回归模型

依据SPSS 20.0软件中得到绿量与冠幅、树高之间的二元线性关系及二元线性回归分析中的R2值与标准误差两个指标（见表3至表7），拟合优度和标准误差两个指标均具有统计学意义。选用回归系数中的标准误差作为标准决定各相关系数及常量进行模型构建。模型中树高和冠幅的R2值均在0.4～0.9，说明利用树高和冠幅可以更好地组建二元线性回归模型。参照树高和冠幅的系数及常量的系数，得到5种落叶乔木树种的绿量与冠幅和树高的最佳二元线性回归模型（见表8）。

3 结论与讨论

3.1 结论

基于相关性分析得到，5种落叶乔木树种的树高、冠幅等指标对绿量均有显著影响，且树高和冠幅对绿量的影响较大。胸径虽然与绿量相关性不显著，但也对绿量计算有一定的指导作用。由二元线性回归分析得到的模型可知，影响模型建立最关键的因素是拟合优度值（R2值）。在对样地5种落叶乔木进行二元线性回归方程中，树高和冠幅的R2值都在0.4以上，说明树高和冠幅可作为直接建立二元线性回归模型的最佳指标。在计算绿量方面，笔者采用平面量模拟立体量来计算，对植物的胸径、冠幅、枝下高、树高进行测量，根据树冠体积计算公式计算出绿量值。另外，笔者是将冠幅、树高等指标与绿量建立相关分析，得到与绿量显著相关的指标，进而进行二元线性回归分析构建最佳模型，此方法可以使获得的绿量模型更为精确。通过上述研究，实地计算落叶乔木树种的绿量，就可以通过测量植物的树高和冠幅进行模型的构建。研究人员可根据实际需要选择合适的回归方程模型对所研究区域的绿量进行估算［5］。此方法也为定量测算绿量值提供一种新的方向。如果是对城市中大片绿地进行规划设计，可选用精度较高的二元线性回归方程进行计算。

3.2 讨论

笔者采用Excel计算绿量值，选用SPSS 20.0软件进行树种相关性分析、二元线性回归分析。此方法对各研究区域分析绿量值与其他指标相关性和计算绿量值比较适用，但在大规模的研究区域内，结合使用遥感等技术会使数据更为科学，使测量出来的绿量值较为精确。另外，在测量植物冠幅、胸径等指标时，难免受一些客观因素的影响产生实验误差，针对这种情况，只能尽可能地减少误差。因此，在后期还需要深入进行研究。

参考文献：

［1］梁晓琳.呼和浩特市10种落叶阔叶乔木树种的绿量研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2018.

［2］董艳杰，万福绪.基于三维绿量的林分生态效益测算与分析：以上海浦江郊野公园为例［J］.水土保持研究，2019（3）：347-352.

［3］谢丽琼，张晓丽，李明艳，等.基于CBERS-02B数据的森林三维绿量测算［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2014（6）：78-84.

［4］李祥军，赵玺，姜珊，等.佳木斯大学校园植物三维绿量的测算［J］.北方农业学报，2016（2）：52-56.

［5］冯代丽，刘艳红，王斐，等.基于三维绿量的城市绿地生态效益评价综述［J］.中国农学通报，2017（6）：129-133.

作者简介：梁晓琳（1991—），女，硕士，工程师，研究方向：园林植物与城市公园管理。