更新方式對(duì)黃山松幼林群落結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)的影響

陳開超，徐洪峰，許志斌，王衛(wèi)兵

(1.浙江省寧波市林場(chǎng)，浙江 寧波 315440； 2.浙江省景寧縣林業(yè)總場(chǎng)，浙江 麗水 323500)

更新方式對(duì)黃山松幼林群落結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)的影響

陳開超1，徐洪峰2，許志斌1，王衛(wèi)兵1

(1.浙江省寧波市林場(chǎng)，浙江 寧波 315440； 2.浙江省景寧縣林業(yè)總場(chǎng)，浙江 麗水 323500)

在浙江省四明山，采取人工更新和自然更新相結(jié)合的更新方式，以自然更新方式為對(duì)照，研究不同更新方式對(duì)黃山松幼林群落結(jié)構(gòu)和更新生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：采用人工更新和自然更新相結(jié)合的方式更新6 a后，黃山松群落結(jié)構(gòu)發(fā)育較為完整，主要樹種高度和蓄積量生長(zhǎng)較快，闊葉樹種蓄積量增長(zhǎng)了17倍，最大胸徑達(dá)到了14.1 cm，常綠闊葉樹種木荷發(fā)展成為優(yōu)勢(shì)樹種，相對(duì)優(yōu)勢(shì)度達(dá)到16.8%，基本形成發(fā)展型的松闊混交林；黃山松胸徑級(jí)頻率分布形狀分別呈現(xiàn)單峰型，黃山松將通過(guò)徑向生長(zhǎng)維持其群落優(yōu)勢(shì)種的地位。

黃山松；更新方式；群落結(jié)構(gòu)；優(yōu)勢(shì)種

黃山松(Pinustaiwanensis)是分布于我國(guó)東南沿海中山區(qū)的一種重要樹種，在我國(guó)亞熱帶東部各地均有分布[1]。浙江省是其生態(tài)分布的主要區(qū)域之一[2]，其中位于浙東地區(qū)的四明山已成為重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)域，其海拔700～900 m范圍廣布黃山松林。由于歷史因素，這些黃山松林基本上都是人工營(yíng)造的針葉林，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，樹種單一，缺乏及時(shí)的培育，加之生境脆弱，不斷地受到自然和人為干擾，出現(xiàn)不同程度的生產(chǎn)力下降、生態(tài)服務(wù)功能降低等衰退現(xiàn)象，如何加強(qiáng)人工干預(yù)，提高森林質(zhì)量，持續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有林地的生態(tài)服務(wù)功能，成為目前人工林經(jīng)營(yíng)急需解決的難點(diǎn)。

從衰退人工林的更新改造方式看，人工更新和自然更新各有優(yōu)缺點(diǎn)，2種更新方式相結(jié)合的方法則更為有效[3]。成功的人工林更新取決于區(qū)域氣候、林分生境、樹種特性等諸多因素，通過(guò)間伐撫育、補(bǔ)植套種幼苗是人工促進(jìn)林分自然更新的最佳手段[4-5]。寧波市林場(chǎng)經(jīng)過(guò)6 a的人工撫育，黃山松幼林逐步更新為松闊混交林，達(dá)到快速地提高林分生產(chǎn)力、改善林分結(jié)構(gòu)的效果。本研究以同一立地條件的黃山松幼林為對(duì)象，對(duì)比研究采取不同更新方式下林分早期生長(zhǎng)特征的差異，以進(jìn)一步明確不同更新方式對(duì)人工林林分更新生長(zhǎng)的影響，闡明人工林更新方式選擇的重要性。

1 研究區(qū)域概況

寧波市林場(chǎng)位于浙東四明山腹地(29°38′—29°48′N、121°13′—121°58′E)，絕大部分山地處于海拔150～900 m之間。屬典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候，偏冷而濕潤(rùn)，四季分明，光照充足，年平均氣溫11.8 ℃，年降水量約2000 mm，年平均相對(duì)濕度為83%。山地大部分母巖為砂礫巖，土壤以紅壤和黃壤為主，偏酸性，pH值在4.5～6.5之間[6]?，F(xiàn)有生態(tài)公益林總面積6055.7 hm2，設(shè)有相量崗、靈溪、仰天湖、營(yíng)林隊(duì)、黃海田和周公宅6個(gè)林區(qū)，主要是以黃山松、杉木(Cunninghamialanceolata)和日本扁柏(Chamaecyparisobtusa)等針葉樹種為主的單層人工林。區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境極其脆弱，由于初植密度大，郁閉度高，林分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多數(shù)林分出現(xiàn)不同程度退化，生物多樣性較低。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

對(duì)比試驗(yàn)地于2006年設(shè)置在靈溪林區(qū)一林班2小班，面積10.3 hm2，坡向SE 32°，坡度26°，為1993年人工營(yíng)造的黃山松林，林分郁閉度為0.6，經(jīng)過(guò)多年撫育后，林中自然更新少量木荷(Schimasuperba)、檫木(Sassafrastzumu)、浙江柿(Diospyrosglaucifolia)、山合歡(Albizziakalkora)等闊葉樹種幼樹。用森林羅盤儀選擇設(shè)置2塊800 m2(28.28 m×28.28 m)樣地并編號(hào)，以水泥界樁固定4個(gè)頂點(diǎn)以便定位監(jiān)測(cè)。第1個(gè)樣地林分密度為3275株·hm-2，采取人工更新和自然更新相結(jié)合的方法促進(jìn)其群落更新，于2007年初補(bǔ)植少量楓香等群落更新前期樹種，2008年和2011年初伐除<20%的受雪壓和病蟲害影響的殘次黃山松個(gè)體，在不超過(guò)樹高的1/3以下進(jìn)行每木平切整枝，并每年避開樹木生長(zhǎng)期進(jìn)行人工撫育1次；第2個(gè)樣地為對(duì)照，林分密度為3362株·hm-2，不采取任何措施讓其群落自然更新。

2.2 樣地調(diào)查

在樣地內(nèi)對(duì)所有高度超過(guò)1.5 m的木本植物進(jìn)行每木調(diào)查，鑒別每株植物種類，測(cè)定記錄其胸徑(DBH，cm)、高度(H，m)、枝下高(HB，m)，并測(cè)定其在樣方內(nèi)的坐標(biāo)位置，對(duì)植株中高度超過(guò)1.5 m的萌枝也同時(shí)測(cè)定記錄胸徑；高度小于1.5 m的喬木幼樹同時(shí)記錄其高度和數(shù)量。

2.3 數(shù)據(jù)處理方法

3 結(jié)果與分析

3.1 不同更新方式的群落結(jié)構(gòu)

四明山黃山松分布范圍海拔較高，風(fēng)力成為群落高度主要限制因子，2個(gè)樣地更新前后植物群落高度級(jí)頻率在4 m處均出現(xiàn)高峰(圖1、圖2)，特定義4 m以上高度層為群落喬木層。黃山松幼林更新6 a后林分群落結(jié)構(gòu)情況見表1。黃山松幼林在更新前，經(jīng)過(guò)多年留養(yǎng)等人工撫育，2個(gè)樣地群落結(jié)構(gòu)差異不明顯，喬木層均出現(xiàn)少量(蓋度均<5%)闊葉樹種(木荷、檫木等)，灌木層樹種組成無(wú)較大差異，以黃山松為優(yōu)勢(shì)種，伴生木荷、檫木、浙江柿、山合歡、黃檀(Dalbergiahupeana)、楓香(Liquidambarformosana)等闊葉樹種，而對(duì)照樣地僅比處理樣地喬木層較早出現(xiàn)木荷這一地帶性常綠樹種。經(jīng)過(guò)6 a更新后，處理樣地灌木層木荷、黃山松迅速進(jìn)入喬木層，蓋度達(dá)到35%以上，高度生長(zhǎng)迅速，木荷成長(zhǎng)為群落優(yōu)勢(shì)種，且其灌木層更新個(gè)體較多；而對(duì)照樣地自然更新后群落喬木層雖有較多闊葉樹種，但未形成優(yōu)勢(shì)樹種，蓋度僅有20%，黃山松等高度生長(zhǎng)相對(duì)緩慢。說(shuō)明采取綜合更新方式的樣地群落結(jié)構(gòu)得到改善，已形成明顯的復(fù)層針闊混交林結(jié)構(gòu)。

圖1 處理樣地群落高度級(jí)頻率變化

圖2 對(duì)照樣地群落高度級(jí)頻率變化

群落結(jié)構(gòu)處理樣地更新前更新后對(duì)照樣地更新前更新后喬木層種類組成黃山松*、檫木黃山松*、木荷*、檫木、浙江柿、黃檀、山合歡黃山松*、木荷、檫木黃山松*、木荷、檫木、浙江柿、山合歡高度/m4.1～4.84.1～6.44.1～4.74.1～5.6蓋度/%50855565灌木層種類組成黃山松*、木荷、浙江柿、黃檀、山合歡、楓香木荷*、楓香*黃山松*、木荷、檫木、浙江柿、山合歡黃山松*、木荷、浙江柿高度/m1.8～4.01.7～4.01.8～4.02.5～4.0蓋度/%60356040

*：*為優(yōu)勢(shì)種，由優(yōu)勢(shì)度分析法得來(lái)。

3.2 不同更新方式群落生長(zhǎng)情況

從采取不同更新方式的2個(gè)樣地群落整體生長(zhǎng)情況來(lái)看(表2)，更新6 a后，處理樣地和對(duì)照樣地群落生長(zhǎng)差異較明顯，在群落存活樹種個(gè)體數(shù)方面，處理樣地經(jīng)過(guò)疏伐更新后群落內(nèi)個(gè)體數(shù)(184株)比對(duì)照樣地存活個(gè)體數(shù)(237株)下降明顯，其中黃山松個(gè)體比例(62.5%)下降較多，闊葉樹個(gè)體比例上升到37.5%；處理樣地林木蓄積量更新后(2.83 m3)接近更新前(0.95 m3)的3倍，闊葉樹種蓄積量更是增長(zhǎng)了17倍，占總蓄積量的比例達(dá)到了24.0%，而對(duì)照樣地更新后蓄積量不到更新前總量的2.5倍，闊葉樹蓄積量增長(zhǎng)相對(duì)較慢，其比例僅為13.5%。同時(shí)，處理樣方更新后，雖然黃山松個(gè)體數(shù)量減少而優(yōu)勢(shì)度(RBA74.1%)有所降低，木荷迅速成長(zhǎng)為群落優(yōu)勢(shì)樹種(RBA16.8%)，但整個(gè)群落胸徑和樹高增長(zhǎng)明顯，其平均胸徑和樹高增長(zhǎng)率已超過(guò)對(duì)照樣地，最大胸徑更是達(dá)到了14.1 cm，幾乎是更新前的2倍，而對(duì)照樣地最大胸徑僅增長(zhǎng)不到30%，印證了群落更新生長(zhǎng)與群落結(jié)構(gòu)變化的一致性。

表2 不同更新方式群落生長(zhǎng)情況比較

*：括號(hào)內(nèi)百分比數(shù)字表示所占比例。

3.3 不同更新方式種群年齡結(jié)構(gòu)

種群是構(gòu)成群落的基本單位，其結(jié)構(gòu)不僅對(duì)群落結(jié)構(gòu)具有直接影響，并且能客觀地體現(xiàn)出群落的發(fā)展趨勢(shì)[8]。由于對(duì)殘次黃山松個(gè)體進(jìn)行擇伐，處理樣地中現(xiàn)存?zhèn)€體全部為活體，而對(duì)照樣地自然更新過(guò)程后產(chǎn)生少量死亡個(gè)體，采用空間代替時(shí)間的方法，2個(gè)樣地更新后樹種胸徑級(jí)頻率分布形狀歸納為3個(gè)類型，即單峰型、間歇型和單柱型(圖3、圖4)。單峰型代表樹種主要是檫木、浙江柿、山合歡等，個(gè)體徑階分布不連續(xù)，只有少數(shù)大胸徑級(jí)個(gè)體出現(xiàn)，胸徑級(jí)頻率分布呈現(xiàn)一至數(shù)個(gè)不連續(xù)的單峰狀胸徑級(jí)，但缺乏小徑階的后繼更新個(gè)體，從種群的發(fā)展趨勢(shì)看屬于衰退類型。單柱型代表樹種是楓香，只有在小胸徑級(jí)處有個(gè)體分布和出現(xiàn)，該陽(yáng)生性喬木樹種處于幼苗期，屬于成長(zhǎng)類型。作為林冠層主要構(gòu)成樹種，木荷在2個(gè)樣地中個(gè)體數(shù)較多，胸徑級(jí)頻率有多個(gè)單峰出現(xiàn)，具有較多的小徑級(jí)后繼更新個(gè)體，從種群的發(fā)展趨勢(shì)看屬于間歇發(fā)展型。

圖3 處理樣地群落主要樹種胸徑級(jí)頻率分布

群落優(yōu)勢(shì)種黃山松在不同更新方式的2個(gè)樣地中呈現(xiàn)不同的胸徑級(jí)分布特征，在處理樣地中，該樹種幼樹經(jīng)過(guò)人工撫育快速進(jìn)入喬木層，缺乏小胸徑更新個(gè)體，表現(xiàn)為單峰型，屬于衰退類型，但由于林齡較小，黃山松在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)徑向生長(zhǎng)維持其群落優(yōu)勢(shì)種的地位；在對(duì)照樣地中，自然更新的黃山松受到自然災(zāi)害和病蟲害等干擾而枯死，幼樹生長(zhǎng)較緩慢，由于小胸徑更新個(gè)體較多，存在進(jìn)入喬木層的機(jī)會(huì)，表現(xiàn)為間歇發(fā)展型，這與群落結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)情況相吻合。

□為活體；■為枯死圖4 對(duì)照樣地群落主要樹種胸徑級(jí)頻率分布

4 小結(jié)與討論

1)黃山松幼林不同更新方式下恢復(fù)生長(zhǎng)效果存在較大差異。采取自然和人工更新相結(jié)合方法恢復(fù)的黃山松群落結(jié)構(gòu)較為完整，常綠闊葉樹種木荷已發(fā)展成為群落優(yōu)勢(shì)樹種，群落內(nèi)主要樹種生長(zhǎng)發(fā)育較快，闊葉幼樹更新個(gè)體較多，這些變化主要是由于處理樣地人工疏伐增加了林隙和林分透光度，降低了喬木層樹種的個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)，也增加了灌木層幼樹光照等資源的可獲得性，從而使得木荷等中生性樹種能獲得更多資源，快速進(jìn)入喬木層，以較短時(shí)間形成發(fā)展型的針闊混交林。

2)本研究中黃山松林雖處于幼林齡階段，但從群落演替角度判斷處于演替前期階段。隨著群落演替的進(jìn)行，黃山松將通過(guò)其徑向發(fā)育，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持其群落優(yōu)勢(shì)種和主要組成樹種的地位，隨著間歇發(fā)展型的木荷不斷擴(kuò)大其在群落中的優(yōu)勢(shì)地位，發(fā)展成為群落的最大優(yōu)勢(shì)種，黃山松在群落中將最終衰退消失，在缺少其他常綠闊葉樹種種源的情況下，最終形成單一木荷優(yōu)勢(shì)種格局的可能性較大，因而有必要繼續(xù)人工引入殼斗科、樟科等地帶性常綠闊葉樹種，適當(dāng)提高群落物種豐富度和生物多樣性，為后期群落演替提供種源基礎(chǔ)。

3)在較好的自然生境中，黃山松天然林更新極易受到自然和人為干擾的影響而變得困難，隨著群落演替的進(jìn)行，其種群最終會(huì)被闊葉樹種取代[9-10]。而自然演替過(guò)程相對(duì)漫長(zhǎng)，以人工干預(yù)方式培育黃山松復(fù)層混交林，加速其向闊葉林的演替，實(shí)為現(xiàn)階段黃山松林有效的經(jīng)營(yíng)管理措施，通過(guò)合理的撫育間伐和留養(yǎng)、補(bǔ)植地帶性闊葉樹種等方法優(yōu)化林分樹種結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)，以可持續(xù)發(fā)展方式促進(jìn)森林自我更新，加速或超越群落演替進(jìn)程，在維持生產(chǎn)力水平的同時(shí)，促進(jìn)地帶性常綠闊葉林的培育。

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Effects of Regeneration Patterns on the Community Structure and the Growth ofPinustaiwanensisYoung Forest

CHEN Kai-chao1, XU Hong-feng2, XU Zhi-bin1, WANG Wei-bing1

(1.NingboForestFarm,Ningbo315440,Zhejiang,China;2.JinningForestCenterofZhejiang,Lishui323500,Zhejiang,China)

This paper determined the difference between the community structure and regeneration growth of youngPinustaiwanensisforest by manual regeneration and natural regeneration combined pattern in Siming Mountain, Zhejiang Province. The results showed that: after 6 years' artificial and natural regenerations, the community structure ofPinustaiwanensisforest was fully developed, the main tree species grew fast in height and volume.It was 17 times higher than the former volume of broad-leaved species, and the max DBH increased to14.1cm.As a species of evergreen broad-leaved forest,Schimasuperbahad became a dominant species in the community with relative dominance reached to 16.8%,and the former forest had changed to be a mixedPinusTaiwanensiswith broad-leaved forest.The DBH size class frequency distribution ofPinustaiwanensiswas Unimodal type, and it would be a long-lived dominant species in the community with stems regeneration.

Pinustaiwanensis; regeneration pattern; community structure; dominant species

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.01.007

2013-07-20；

2013-08-20

浙江寧波市林業(yè)局科技推廣項(xiàng)目(四明山地區(qū)生態(tài)公益林培育模式研究，2006L05)

陳開超(1972—)，男，浙江泰順人，浙江省寧波市林場(chǎng)工程師，從事森林經(jīng)營(yíng)研究。E-mail：ckcnb2003@vip.sina.com。

S754.5

A

1002-7351(2014)01-0029-05