福建明溪丝栗栲次生林高径结构分析

来源:用户上传      作者:吴庆锥

　　摘 要：本文报导以丝栗栲为优势树种的天然次生林，在两次弱度间伐（TCR处理）、两次强度间伐（TCQ处理）和不间伐（TCK处理）不同经营措施下，林木径级结构和高度級结构特征及差异，分析了林木径级（高度级）与株数分布曲线。分析结果表明：TCK处理无论是径级结构还是高度级结构，林木都比较集中在低级别范围分布，林木径级（高度级）与株数分布均呈倒“J”型，具有充沛的后备资源。TCQ处理林木径级结构和高度级结构趋向于高级别分布，保留木径向生长和纵向生长都得到提高，林木径级（高度级）与株数关系呈正态分布，单峰偏右，适合大径级用材林的培育方向。TCR处理林木径级结构和高度级结构介于TCK和TCQ处理之间，较适合培育中小径级食用菌专用材。
　　关键词：次生林;丝栗栲;径级结构;高度级结构;分布曲线
　　中图分类号：S757.9   文献标识码：A   文章编号：1004-3020（2020）01-0018-04
　　Abstract：This paper reports the characteristics and differences of diameter-grade structure and height-grade structure of natural secondary forests with Castanopsis fargesii as dominant species under different management measures of two weak thinning （TCR），two intensive thinning （TCQ） and no thinning （TCK），and analyses the curve of diameter-grade （height-grade） and tree number distribution.The results showed that both diameter-grade structure and height-grade structure of TCK treatments were concentrated in the low-level range，and the diameter-grade （height-grade） distribution of TCK treatments was inverted “J” type with abundant reserve resources.The diameter-grade structure and height-grade structure of trees treated with TCQ tended to concentrate on the high-level distribution，and the radial and vertical growth of retained trees were improved.The relationship between diameter-grade （height-grade） and tree number was normal distribution，and the single peak was on the right，which was suitable for the cultivation direction of large-diameter timber forests.The diameter-grade and height-grade structure of trees treated with TCR were between those treated with TCK and TCQ，which was more suitable for cultivating edible fungi forests of small and medium size.
　　Key words：secondary forest;Castanopsis fargesii;diameter-grade structure;height-grade structure;distribution curve
　　在中亚热带地区以丝栗栲Castanopsis fargesii为优势群落的次生林是常绿阔叶林重要类型之一[1]，系地带性顶极群落，具有极高的生态功能[2-8]，也蕴藏着许多有经济价值的树种[9-12]。不同经营目标，采用的经营技术措施不尽相同，是否影响高径结构，从而对林木生长发育、群落稳定性、生态功能以及物种多样性产生影响，对于天然次生林经营措施的制定及培育途径都有重要意义和实际指导价值。为此，对福建明溪县以丝栗栲为优势树种的天然次生林，在不同经营措施下的高度级结构和径级结构进行调查分析，试图揭示不同经营措施下林分径级结构和高度级结构特征，为经营以丝栗栲为优势树种的次生林提供理论依据和可借鉴的技术措施，以提升林分的生态功能和经济价值。
　　1 试验地概况
　　明溪县（116°47'～117°35'E，26°8'～26°39'N）处于福建省西北部，属武夷山东南侧延伸支脉丘陵地带，为中亚热带季风气候。年平均气温17.4 ℃，极端最高气温39.2 ℃，极端最低气温-10.9 ℃，全年日照时数1 788.6 h，全年空气相对湿度平均81%，长年降雨量平均1 755 mm，气候温和湿润，雨量充沛，水热条件优越，地带性植被为常绿阔叶林。试验林设在夏坊乡黄地村43林班9大班20小班，小班面积25.2 hm2，海拔420～520 m，坡度25°左右，土壤为基性岩红壤，土层厚度一般>100 cm，立地类型为肥沃类型I类地。林分为1979年天然更新形成的常绿次生阔叶林，主要树种有丝栗栲、木荷Schima superba、米槠Castanopsis carlesii、青冈Quercus glauca等，郁闭度0.7～0.9。 　　2 试验方法
　　2006年在典型地段，选择林分状况相似的同一坡面，建立3块连续20 m×20 m相邻标准地，分别进行3种处理：在天然次生林中按照乔木株数20%进行间伐（轻度干扰林分，TCR处理）;按照乔木株数35%进行间伐（强度干扰林，TCQ处理）;保持原有的天然次生林分，不间伐（TCK处理）。2012年TCR和TCQ处理分别再按照乔木株数20%、35%间伐一次。每块大样地1200 m2，四周设立10 m间隔带，3次重复。2017年在样地内进行林木（胸径≥1 cm）进行调查与测定，记载树种、个体数、胸径、树高。径级划分按照胸径每5.0 cm为一级，共分为8级。即1径级：DBH<5.0 cm，2径级：5.0 cm≤DBH<10.0 cm，3径级：10.0 cm≤DBH<15.0 cm，4径级：15.0 cm≤DBH<20.0 cm，5径级：20.0 cm≤DBH<25.0 cm，6径级：25.0 cm≤DBH<30.0 cm，7径级：30.0 cm≤DBH<35.0 cm，8径级：DBH≥35.0 cm。高度级按照树高每5 m为一级，共分为6级。即1高度级：H<5.0 m，2高度级：5.0 m≤H<10.0 m，3高度级：10.0 cm≤H<15.0 m，4高度级：15.0 cm≤H<20.0 cm，5高度级：20.0 cm≤H<25.0 cm，6高度级：H≥25.0 m。
　　以林木径级（高度级）为横坐标，株数占比为纵坐标绘制分布曲线，分析不同处理林木径级（高度级）分布规律。
　　郁闭度测定方法：采用LAI2000植物冠层分析仪测定林分郁闭度。
　　3结果与分析
　　3.1 径级结构
　　表1是不同处理林木径级分布调查结果。从表1中可知，不同处理林木直径分布存在差异。TCK处理林木径级主要集中在低级别范围分布，1径级林木个体数最多，占总株数的49.5%，2径级林木个体数占总株数的20.4%，3、4径级林木个体数分别占总株数的14.1%和10.1%，5～8径级林木个体数只占总株数的5.9%。小径级林木数量多，中大径级林木数量很少。
　　TCQ处理5径级林木个体数占总株数的27.6%，居首位，其次是4径级林木，个体数占总株数的23.2%，6径级林木个体数占总株数的20.2%，4～6径级林木个体数共占总株数的71.0%，1径级林木株数较少，仅占10.9%，2～3径级更少，合計仅占3.3%。显然，这是强度人为干扰的结果，通过两次强度间伐，把个体较小，生长孱弱的林木伐除，保留木数量急剧减少，中大径级林木所占比例上升。TCR处理3径级林木个体数占总株数的比例最高，为30.2%，其次是4径级林木为27.6%，3、4径级林木个体数占总株数57.8%，1径级林木个体数占总株数的13.7%，2径级林木个体数占总株数的4.4%，5～8径级林木个体数分别只占总株数的3.9%～8.6%，中小径级林木数量较大，所占比例较高。TCK处理与TCR处理和TCQ处理相比较，径级结构集中于低级别范围分布，单位面积容纳较多林木。TCK处理与TCR处理和TCQ处理相比较株数分别增加166.4%和316.0%，显然，较少人为干扰，有利于维持物种多样性，增强林分稳定性，保证林分进展演替。
　　图1为林木径级分布曲线，从图1可以看出，TCK处理林木径级与个体数关系呈倒“J”型分布，林木个体数随着径级增大而递减，后备资源充沛，中大径级林木数量少。TCQ处理林木径级与个体数关系呈正态分布，单峰，峰值偏右，中大径级林木所占比例高，有利于培育大径材。TCR处理林木径级与个体数分布曲线也呈正态分布，但略为平坦，峰值较低，大径级林木所占比例较小，中径级林木所占比例高，与TCK处理相比，小径级林木比例降低，后备资源不够充裕。
　　3.2 高度级结构
　　表2是不同处理高度级分布调查结果。从表2中可知，不同处理高度级分布也存在差异。TCK处理1高度级林木占51.4%，个体数最多，2高度级林木占21.6%，3高度级林木占16.0%，4～6高度级林木个体数较少，所占比例在1.8%～5.0%之间。从林木高度级总体分布分析，TCK处理1～3高度级林木所占比例高，合计占总株数的89.0%，林木集中在低级别高度级分布，林分枝叶重叠，树冠层浑厚，郁闭度较高，TCK处理郁闭度在0.92～0.96之间，而TCR处理和TCQ处理郁闭度分别在0.82～0.85和0.78～0.83之间。TCK处理有利于减轻自然降水对林地土壤表面的击溅，从而提高林地水土保持和涵养水源的功能。
　　TCQ处理林木较集中分布在4、5高度级，4、5高度级林木分别占36.2%和36.6%，6高度级也占12.3%;1～3高度级所占比例小，分别为11.6%、1.2%和2.1%，显然，这是强度间伐的结果。从总体分布分析，TCQ处理保留木高度趋向较高高度级分布，与TCK处理相比，树冠层较薄，同时强度间伐移动大量有机物，不利于营养物质的良性循环，对生态功能产生消极影响，但生长空间的释放，有利于保留木个体生长，在培育珍贵用材林方面有积极作用。林木高度级与株数关系趋于正态分布，峰值偏右。
　　TCR处理林木高度集中分布在3～5三个高度级，三个高度级林木个体数占林木总株数的74.5%，1高度级个体数占总株数的14.1%，2、6高度级林木个体数分别只占总株数的5.6%和5.7%，表明TCR处理通过弱度间伐，改善了林分生长条件，一定程度上促进了林木纵向生长，与TCK处理相比，林木高度有着明显的提高，但与TCQ处理比，较高高度级的林木所占比例小。
　　2为林木高度级分布曲线，从图2可以看出，TCK处理林木高度级与株数关系呈倒“J”型分布，具有充实的后备资源。TCQ处理林木高度级与株数关系趋于正态分布，峰值偏右，表明TCQ处理在强度人为干扰下，林木株数急剧减少，释放了生长空间，保留木径向生长和纵向生长加快，林木材积增大，符合大径材经营方向，但林分郁闭度降低，物种多样性减少，对林分生态功产生负面影响，在林业生产经营中应该根据定向培育的方向，制定相应的保育措施。TCR处理林木高度级与株数关系同样呈正态分布，但与TCQ处理相比，总体较平坦，峰值较低，略左偏，中径级林木居多，林木比较集中在3～5高度级分布，比较适合培育食用菌原料林。丝栗栲是培育食用菌的优质原料，定向培育食用菌原料林可以选择TCR处理经营模式。 　　4 讨论与结论
　　林分的径级结构和高度级结构是林分结构稳定性的重要指标，也是衡量林分质量和判断抚育间伐的重要依据[13]。以丝栗栲为优势树种的常绿阔叶林，采取不同的经营措施，林木径级结构和高度级结构存在差异。研究结果表明：TCK处理1、2径级林木个体数占总株数比例分别为49.5%和20.4%，1、2高度级林木个体数占总株数比例分别为51.4%和21.6%。林木的径级结构、高度级结构分别集中在1、2径级和1、2高度级的低级别范围分布，径级（高度级）与株数关系呈倒“J”型分布，具有充沛的后备资源。TCQ处理4～6径级林木个体数占总株数71.0%，林木高度较集中分布在4、5高度级，分别占36.2%和36.6%，6高度级占12.3%，充分表明在较高强度的人为干扰下，林木株数急剧减少，林木径级结构和高度级结构趋向高级别分布，林木径向生长和纵生长都得到提高，林木径级（高度级）与株数关系呈正态分布，单峰偏右，符合大径级用材林的培育方向。TCR处理3、4径级林木个体数分别占总株数的30.2%和27.6%，林木高度集中分布在3～5高度级，三个高度级林木所占比例高达74.6%，林木径级结构和高度级结构介于TCK处理与TCQ处理之间，林木径级（高度级）与林木株数关系也趋于正态分布，但与TCQ处理相比，峰值较低，略左偏，中径材所占比例较高，适合培育食用菌原料林。现代森林经营思想将收获木材和其他林副产品和保护生态环境放在同样重要的位置[14]，应该根据培育方向制定相应的保育措施。
　　参 考 文 献
　　[1]陈存及，陈伙法.阔叶树种栽培[M].北京：中国林业出版社，2000.
　　[2]陈东立，余新晓，廖邦洪.中国森林生态系统水源涵养功能分析[J].世界林业研究，2005，18（1）：40-54.
　　[3]郭剑芬，林鹏，杨玉胜.格氏栲天然林与人工林枯枝落叶层能量现存量[J].福建林学院学报，2006，26（1）：41-44.
　　[4]谌小勇.亚热带常绿阔叶林涵养水源效能的研究[J].生态科学，1985，（2）：82-91.
　　[5]王兵.江西大岗山森林生物多样性研究[M].北京，中国林业出版社，2005.
　　[6]杨玉胜，陈光水，林鹏，等.格氏栲天然林与人工林枯枝落叶层碳库及养分库[J].生态学报，2004，24（2）：359-367.
　　[7]吴庆锥.福建明溪丝栗栲优势群落的结构稳定性[J].亚热带农业研究，2019，15（1）：1-6.
　　[8]吴庆锥.福建明溪丝栗栲优势群落固土保水能力分析[J].林业勘察设计，2018，35（3）：15-18.
　　[9]徐敏，骆争荣，于明坚，等.百山祖北坡中山常绿阔叶林的物种组成和群落结构[J].浙江大学学報（农业与生命科学版），2007，33（4）：450-457.
　　[10]赵雨虹.毛竹扩张对常绿阔叶林主要生态功能影响[D].中国林业科学研究院，2015.
　　[11]李日鸿.沙县混生半枫荷阔叶林群落特征研究[J].现代农业科技，2011，31（3）：212-216.
　　[12]彭少麟，周厚诚，陈天杏，等.广东森林群落的乔木构成数量特征[J].植物生态学与地植物学报，1989，13（1）：10-17.
　　[13]张小平.四川人工混交林效益及优化模式[C]//沈国舫，霍明普.全国混交林与树种间关系学术研讨会论文集.北京：中国林业出版社，1997：211-216.
　　[14]朱小龙，冯大兰.长苞铁杉天然更新研究.种子输入与散布[J].福建林学院学报，2011，31（3）：212-216.
　　（责任编辑：唐 岚）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15207247.htm