不同林齡馬尾松人工林的喬木層結(jié)構(gòu)特征

羅水金

摘 要：為了解采伐跡地馬尾松（Pinus Massoniana）群落的演替恢復(fù)過程，通過野外標(biāo)準(zhǔn)地群落調(diào)查和重要值計(jì)算，分析了福建沙縣不同林齡（40a生，25a生和14a生）馬尾松人工林喬木層結(jié)構(gòu)特征的差異。結(jié)果表明：（1）不同林齡馬尾松人工林喬木層群落樹種組成為40a>25a>14a。馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹種越多。（2）種群徑級(jí)分布：40a生馬尾松人工林，胸徑級(jí)大的個(gè)體占的比重較大，隨徑級(jí)減少，立木株減少；25a和14a則相反。（3）馬尾松種群的垂直結(jié)構(gòu)：不同林齡的馬尾松人工林，喬木層馬尾松垂直結(jié)構(gòu)服從正態(tài)分布，40a生馬尾松人工林，最大株數(shù)所在的樹高級(jí)越大，且隨高度級(jí)減少，立木株減少；25a和14a則相反。不同林齡的人工林中物種豐富度為40a>25a>14a。

關(guān)鍵詞：馬尾松；林齡；喬木層結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）10-91-03

Abstract：To understand the succession of community recovery process in deforested Pinus massoniana，we analyze the arbor layer structure characteristics differences of Pinus massoniana plantation of different age （born 40 years，25 years and 10 years）in Shaxian，F(xiàn)ujian province through field standard community investigation and important value calculation.The main results are as follows：（1） arborous layer species number in different forest age of Pinus massoniana plantation is 40a>25a>14a. The greater plantation age，the more arbor layer tree species there are. （2）The diameter class distribution of a population：40 year Pinus massoniana plantation，individuals proportion in high class is larger，with diameter class decreasing，buck strain reduced；the results of 25a and 14a are just the opposite. （3）The vertical structure of Pinus massoniana population： the arbor layer vertical structure of Pinus massoniana of different age is in normal distribution，for 40a Pinus massoniana plantation，the individual number's biggest in the greater height class；with height class decreasing，buck strain decrease；while on the other contrary for 25a and 14a.Species richness of different forest age is 40a>25a>14a.

Key words：Pinus massoniana；Age；Arbor layer structure

馬尾松（Pinus massoniana）適應(yīng)性強(qiáng)，耐干旱、瘠薄，是我國松屬樹種中分布最廣的一種，其自然分布區(qū)橫跨我國東部（濕潤）亞熱帶的北、中、南3個(gè)亞帶，主要分布在南方15個(gè)省區(qū)[1]。馬尾松經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，是我國南方林區(qū)主要的用材樹種之一，廣泛應(yīng)用于建筑、采礦和制漿造紙等行業(yè)，在我國的森林資源總量中占有舉足輕重的地位。本研究通過不同林齡的馬尾松林喬木層結(jié)構(gòu)特征的對比研究，有助于了解采伐跡地上馬尾松林群落發(fā)生、發(fā)展、更新演替過程，為本地區(qū)采伐跡地地帶性常綠闊葉林植被恢復(fù)提供必要的資料和依據(jù)。

1 研究地概況

沙縣位于福建省中部偏西北，閩江直流沙溪下游，三明、南平兩市之間，是全國南方48個(gè)重點(diǎn)林業(yè)縣之一。福建省沙縣水南國有林場林地位于沙縣的中部和南部，地處武夷山脈與戴云山脈之間，北緯26°16′～26°30′，東經(jīng)117°44′～118°2′。屬典型亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫15.6～19.6℃，極端最低氣溫-7.1℃，極端最高氣溫40.1℃，年平均降水量1 510～1 840mm，年蒸發(fā)量1 000mm左右，相對濕度78%～84%，年無霜期253～272d。本研究在該區(qū)內(nèi)3個(gè)林齡的馬尾松人工林分布設(shè)置了樣地，林分林齡分別為：40a生，25a生和14a生，3個(gè)林分的更新方式均為人工林，即經(jīng)過砍伐、火燒、種植目的樹種等措施逐漸演替而成。

2 研究方法

2.1 樣地的設(shè)置 2012年10月，對不同林齡的馬尾松人工林群落進(jìn)行全面勘察，采用相鄰格子法在每個(gè)林齡的馬尾松人工林中各取3個(gè)樣地，每個(gè)樣地面積為225m2（15m×15m）。喬木層測定胸徑≥5cm的所有植株，同時(shí)對樣地內(nèi)生境及樹木、幼苗、幼樹、灌木、草本進(jìn)行常規(guī)調(diào)查[2-3]，對胸徑和樹高進(jìn)行分級(jí)，劃分標(biāo)準(zhǔn)主要參照曲仲湘關(guān)于徑級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)[4]。并記錄樣地海拔高度、坡度、坡向、坡位等（表1）。endprint

2.2 重要值的計(jì)算 重要值是一個(gè)重要的群落定量指標(biāo)，計(jì)算公式為：重要值（%）=（相對多度+相對頻度+相對優(yōu)勢度）/3。式中：相對多度（%）=某個(gè)種的株數(shù)/所有種的總株數(shù)×100；相對頻度（%）=某個(gè)種出現(xiàn)的次數(shù)/所有種出現(xiàn)的總次數(shù)×100；相對優(yōu)勢度（%）=某個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林齡的馬尾松人工林喬木層組成 在不同林齡的馬尾松人工林林樣地中，調(diào)查樣地內(nèi)喬木層樹種的主要特征，通過計(jì)算得到相對多度、相對優(yōu)勢度和相對頻度等值，其結(jié)果如表2。

通過表2分析可得，馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹木株數(shù)就越多，其中40a為228株，25a為205株，14a為187株，同時(shí)喬木層樹種也就越多，其中40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。這是因?yàn)闊o論從肥力還是和土壤適應(yīng)性方面，40a馬尾松林立地條件均要優(yōu)于25a和14a，這與葛曉改研究結(jié)果一致[5]。3個(gè)不同林齡的人工林中喬木層主要的優(yōu)勢樹種均為馬尾松、杉木和米櫧。在數(shù)量上，3個(gè)種在不同林齡的馬尾松人工林分布也是不同的：馬尾松：14a>25a>40a，這是因?yàn)榱铸g越大，經(jīng)過人為因素影響比如透光伐，一次、二次間伐后目的樹種會(huì)相對減少，幼林時(shí)期的造林目的樹種相對比較多，因?yàn)檫€未被人為經(jīng)營破壞；杉木和米櫧數(shù)量均為：40a>25a>14a。

3.2 不同林齡的馬尾松人工林結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 馬尾松種群的徑級(jí)結(jié)構(gòu) 喬木層樹種的胸徑分布是重要的群落結(jié)構(gòu)特征，是反映群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)的重要指標(biāo)[6]。將樣地中馬尾松種群所有個(gè)體按不同徑級(jí)分類匯總后，得到不同徑級(jí)范圍的相對株數(shù)，匯總結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，40a馬尾松人工林中，隨著胸徑徑級(jí)的增大，馬尾松株數(shù)逐漸增加，在徑級(jí)22cm達(dá)到最大值，為21株，胸徑20cm以上的株數(shù)占總體的60.00%，這說明40a生的馬尾松人工林已進(jìn)入成熟階段。25a和14a生馬尾松人工林隨著胸徑徑級(jí)的增加變化趨勢一致，分布呈倒L型，即小徑級(jí)的株數(shù)居多，隨著胸徑增大，立木株數(shù)減少。25a生人工林中，馬尾松株數(shù)主要集中在20cm徑級(jí)上，而14a生人工林則主要集中在18cm徑級(jí)上，這說明了2個(gè)不同林齡的人工林屬于青幼年階段，馬尾松種群的天然更新狀況良好。

3.2.2 馬尾松種群的垂直結(jié)構(gòu) 經(jīng)數(shù)據(jù)分析，林分特征與樹高結(jié)果存在著顯著的相關(guān)性，這對森林的經(jīng)營、保護(hù)和發(fā)展以及林分調(diào)查都有著重要意義[6]。從圖2可知，3個(gè)林齡的馬尾松人工林隨著樹高徑級(jí)的增加均服從正態(tài)分布。40a生人工林中，18m高度級(jí)的馬尾松占馬尾松總株數(shù)的30%，而25a和14a生人工林株數(shù)最高的高度級(jí)分別是16m和14m，分別占馬尾松總株數(shù)的24%和38%。隨著林齡的減小，株數(shù)在較大的高度級(jí)的數(shù)量越少，在較小高度級(jí)的數(shù)量就越大，如14a生馬尾松林中20～22m高度級(jí)的株數(shù)為零，而在6～12m高度級(jí)的株數(shù)占總株數(shù)的61%。

4 結(jié)論

（1）不同林齡馬尾松人工林喬木層群落樹種組成為40a>25a>14a。馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹種種越多，40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。40a馬尾松林除了馬尾松之外，還以米櫧、杉木、羅浮栲為優(yōu)勢樹種，而在25a和14a人工林內(nèi)，除馬尾松外其他樹種所占比重不大。

（2）不同林齡的馬尾松人工林中，25a和14a生馬尾松株數(shù)胸徑徑級(jí)分布窄，低徑級(jí)株數(shù)所占比重大，說明群落具有良好的演替潛力；40a人工林在大胸徑級(jí)上的株數(shù)大，這說明40a馬尾松人工林趨于成熟。

（3）不同林齡的馬尾松人工林中，喬木層馬尾松垂直結(jié)構(gòu)服從正態(tài)分布，且林齡越大，最大株數(shù)所在的高度級(jí)越大；林齡越大，高度級(jí)越大，株數(shù)就越多。

（4）不同林齡的馬尾松人工林在群落結(jié)構(gòu)上有明顯差異，這為在皆伐跡地上恢復(fù)中亞熱帶常綠闊葉林和營林造林的建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]田大倫.馬尾松和濕地松林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[2]楊禮旦，王安文，李朝志.水青岡群落物種多樣性及喬木種群分布格局[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，29（3）：107-110.

[3]方精云，沉澤昊，唐志堯，等.中國山地植物物種多樣性調(diào)查計(jì)劃及若干技術(shù)規(guī)范[J].生物多樣性，2004，12（1）：5-9.

[4]曲仲湘.群落生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1983.

[5]葛曉改，肖文發(fā)，曾立雄，等.不同林齡馬尾松凋落物基質(zhì)質(zhì)量與土壤養(yǎng)分的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（3）：852-862.

[6]許善財(cái).馬尾松天然次生林林分結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)及生物量研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2010. （責(zé)編：張宏民）endprint

2.2 重要值的計(jì)算 重要值是一個(gè)重要的群落定量指標(biāo)，計(jì)算公式為：重要值（%）=（相對多度+相對頻度+相對優(yōu)勢度）/3。式中：相對多度（%）=某個(gè)種的株數(shù)/所有種的總株數(shù)×100；相對頻度（%）=某個(gè)種出現(xiàn)的次數(shù)/所有種出現(xiàn)的總次數(shù)×100；相對優(yōu)勢度（%）=某個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林齡的馬尾松人工林喬木層組成 在不同林齡的馬尾松人工林林樣地中，調(diào)查樣地內(nèi)喬木層樹種的主要特征，通過計(jì)算得到相對多度、相對優(yōu)勢度和相對頻度等值，其結(jié)果如表2。

通過表2分析可得，馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹木株數(shù)就越多，其中40a為228株，25a為205株，14a為187株，同時(shí)喬木層樹種也就越多，其中40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。這是因?yàn)闊o論從肥力還是和土壤適應(yīng)性方面，40a馬尾松林立地條件均要優(yōu)于25a和14a，這與葛曉改研究結(jié)果一致[5]。3個(gè)不同林齡的人工林中喬木層主要的優(yōu)勢樹種均為馬尾松、杉木和米櫧。在數(shù)量上，3個(gè)種在不同林齡的馬尾松人工林分布也是不同的：馬尾松：14a>25a>40a，這是因?yàn)榱铸g越大，經(jīng)過人為因素影響比如透光伐，一次、二次間伐后目的樹種會(huì)相對減少，幼林時(shí)期的造林目的樹種相對比較多，因?yàn)檫€未被人為經(jīng)營破壞；杉木和米櫧數(shù)量均為：40a>25a>14a。

3.2 不同林齡的馬尾松人工林結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 馬尾松種群的徑級(jí)結(jié)構(gòu) 喬木層樹種的胸徑分布是重要的群落結(jié)構(gòu)特征，是反映群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)的重要指標(biāo)[6]。將樣地中馬尾松種群所有個(gè)體按不同徑級(jí)分類匯總后，得到不同徑級(jí)范圍的相對株數(shù)，匯總結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，40a馬尾松人工林中，隨著胸徑徑級(jí)的增大，馬尾松株數(shù)逐漸增加，在徑級(jí)22cm達(dá)到最大值，為21株，胸徑20cm以上的株數(shù)占總體的60.00%，這說明40a生的馬尾松人工林已進(jìn)入成熟階段。25a和14a生馬尾松人工林隨著胸徑徑級(jí)的增加變化趨勢一致，分布呈倒L型，即小徑級(jí)的株數(shù)居多，隨著胸徑增大，立木株數(shù)減少。25a生人工林中，馬尾松株數(shù)主要集中在20cm徑級(jí)上，而14a生人工林則主要集中在18cm徑級(jí)上，這說明了2個(gè)不同林齡的人工林屬于青幼年階段，馬尾松種群的天然更新狀況良好。

3.2.2 馬尾松種群的垂直結(jié)構(gòu) 經(jīng)數(shù)據(jù)分析，林分特征與樹高結(jié)果存在著顯著的相關(guān)性，這對森林的經(jīng)營、保護(hù)和發(fā)展以及林分調(diào)查都有著重要意義[6]。從圖2可知，3個(gè)林齡的馬尾松人工林隨著樹高徑級(jí)的增加均服從正態(tài)分布。40a生人工林中，18m高度級(jí)的馬尾松占馬尾松總株數(shù)的30%，而25a和14a生人工林株數(shù)最高的高度級(jí)分別是16m和14m，分別占馬尾松總株數(shù)的24%和38%。隨著林齡的減小，株數(shù)在較大的高度級(jí)的數(shù)量越少，在較小高度級(jí)的數(shù)量就越大，如14a生馬尾松林中20～22m高度級(jí)的株數(shù)為零，而在6～12m高度級(jí)的株數(shù)占總株數(shù)的61%。

4 結(jié)論

（1）不同林齡馬尾松人工林喬木層群落樹種組成為40a>25a>14a。馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹種種越多，40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。40a馬尾松林除了馬尾松之外，還以米櫧、杉木、羅浮栲為優(yōu)勢樹種，而在25a和14a人工林內(nèi)，除馬尾松外其他樹種所占比重不大。

（2）不同林齡的馬尾松人工林中，25a和14a生馬尾松株數(shù)胸徑徑級(jí)分布窄，低徑級(jí)株數(shù)所占比重大，說明群落具有良好的演替潛力；40a人工林在大胸徑級(jí)上的株數(shù)大，這說明40a馬尾松人工林趨于成熟。

（3）不同林齡的馬尾松人工林中，喬木層馬尾松垂直結(jié)構(gòu)服從正態(tài)分布，且林齡越大，最大株數(shù)所在的高度級(jí)越大；林齡越大，高度級(jí)越大，株數(shù)就越多。

（4）不同林齡的馬尾松人工林在群落結(jié)構(gòu)上有明顯差異，這為在皆伐跡地上恢復(fù)中亞熱帶常綠闊葉林和營林造林的建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]田大倫.馬尾松和濕地松林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[2]楊禮旦，王安文，李朝志.水青岡群落物種多樣性及喬木種群分布格局[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，29（3）：107-110.

[3]方精云，沉澤昊，唐志堯，等.中國山地植物物種多樣性調(diào)查計(jì)劃及若干技術(shù)規(guī)范[J].生物多樣性，2004，12（1）：5-9.

[4]曲仲湘.群落生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1983.

[5]葛曉改，肖文發(fā)，曾立雄，等.不同林齡馬尾松凋落物基質(zhì)質(zhì)量與土壤養(yǎng)分的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（3）：852-862.

[6]許善財(cái).馬尾松天然次生林林分結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)及生物量研究[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2010. （責(zé)編：張宏民）endprint

2.2 重要值的計(jì)算 重要值是一個(gè)重要的群落定量指標(biāo)，計(jì)算公式為：重要值（%）=（相對多度+相對頻度+相對優(yōu)勢度）/3。式中：相對多度（%）=某個(gè)種的株數(shù)/所有種的總株數(shù)×100；相對頻度（%）=某個(gè)種出現(xiàn)的次數(shù)/所有種出現(xiàn)的總次數(shù)×100；相對優(yōu)勢度（%）=某個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林齡的馬尾松人工林喬木層組成 在不同林齡的馬尾松人工林林樣地中，調(diào)查樣地內(nèi)喬木層樹種的主要特征，通過計(jì)算得到相對多度、相對優(yōu)勢度和相對頻度等值，其結(jié)果如表2。

通過表2分析可得，馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹木株數(shù)就越多，其中40a為228株，25a為205株，14a為187株，同時(shí)喬木層樹種也就越多，其中40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。這是因?yàn)闊o論從肥力還是和土壤適應(yīng)性方面，40a馬尾松林立地條件均要優(yōu)于25a和14a，這與葛曉改研究結(jié)果一致[5]。3個(gè)不同林齡的人工林中喬木層主要的優(yōu)勢樹種均為馬尾松、杉木和米櫧。在數(shù)量上，3個(gè)種在不同林齡的馬尾松人工林分布也是不同的：馬尾松：14a>25a>40a，這是因?yàn)榱铸g越大，經(jīng)過人為因素影響比如透光伐，一次、二次間伐后目的樹種會(huì)相對減少，幼林時(shí)期的造林目的樹種相對比較多，因?yàn)檫€未被人為經(jīng)營破壞；杉木和米櫧數(shù)量均為：40a>25a>14a。

3.2 不同林齡的馬尾松人工林結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 馬尾松種群的徑級(jí)結(jié)構(gòu) 喬木層樹種的胸徑分布是重要的群落結(jié)構(gòu)特征，是反映群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)的重要指標(biāo)[6]。將樣地中馬尾松種群所有個(gè)體按不同徑級(jí)分類匯總后，得到不同徑級(jí)范圍的相對株數(shù)，匯總結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，40a馬尾松人工林中，隨著胸徑徑級(jí)的增大，馬尾松株數(shù)逐漸增加，在徑級(jí)22cm達(dá)到最大值，為21株，胸徑20cm以上的株數(shù)占總體的60.00%，這說明40a生的馬尾松人工林已進(jìn)入成熟階段。25a和14a生馬尾松人工林隨著胸徑徑級(jí)的增加變化趨勢一致，分布呈倒L型，即小徑級(jí)的株數(shù)居多，隨著胸徑增大，立木株數(shù)減少。25a生人工林中，馬尾松株數(shù)主要集中在20cm徑級(jí)上，而14a生人工林則主要集中在18cm徑級(jí)上，這說明了2個(gè)不同林齡的人工林屬于青幼年階段，馬尾松種群的天然更新狀況良好。

3.2.2 馬尾松種群的垂直結(jié)構(gòu) 經(jīng)數(shù)據(jù)分析，林分特征與樹高結(jié)果存在著顯著的相關(guān)性，這對森林的經(jīng)營、保護(hù)和發(fā)展以及林分調(diào)查都有著重要意義[6]。從圖2可知，3個(gè)林齡的馬尾松人工林隨著樹高徑級(jí)的增加均服從正態(tài)分布。40a生人工林中，18m高度級(jí)的馬尾松占馬尾松總株數(shù)的30%，而25a和14a生人工林株數(shù)最高的高度級(jí)分別是16m和14m，分別占馬尾松總株數(shù)的24%和38%。隨著林齡的減小，株數(shù)在較大的高度級(jí)的數(shù)量越少，在較小高度級(jí)的數(shù)量就越大，如14a生馬尾松林中20～22m高度級(jí)的株數(shù)為零，而在6～12m高度級(jí)的株數(shù)占總株數(shù)的61%。

4 結(jié)論

（1）不同林齡馬尾松人工林喬木層群落樹種組成為40a>25a>14a。馬尾松人工林林齡越大，喬木層樹種種越多，40a馬尾松林中喬木層有19個(gè)種，25a和14a分別是12個(gè)種和9個(gè)種。40a馬尾松林除了馬尾松之外，還以米櫧、杉木、羅浮栲為優(yōu)勢樹種，而在25a和14a人工林內(nèi)，除馬尾松外其他樹種所占比重不大。

（2）不同林齡的馬尾松人工林中，25a和14a生馬尾松株數(shù)胸徑徑級(jí)分布窄，低徑級(jí)株數(shù)所占比重大，說明群落具有良好的演替潛力；40a人工林在大胸徑級(jí)上的株數(shù)大，這說明40a馬尾松人工林趨于成熟。

（3）不同林齡的馬尾松人工林中，喬木層馬尾松垂直結(jié)構(gòu)服從正態(tài)分布，且林齡越大，最大株數(shù)所在的高度級(jí)越大；林齡越大，高度級(jí)越大，株數(shù)就越多。

（4）不同林齡的馬尾松人工林在群落結(jié)構(gòu)上有明顯差異，這為在皆伐跡地上恢復(fù)中亞熱帶常綠闊葉林和營林造林的建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。

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