冀北山地落葉松四種典型林分的結(jié)構(gòu)研究

張 寧，梁麗雙，常月梅，張國(guó)強(qiáng)，郭賓良，張建華，谷建才

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000；2. 唐山市豐潤(rùn)區(qū)林業(yè)局，河北 唐山 063000；3.河北旅游職業(yè)學(xué)院，河北 承德 067000；4. 河北木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局北溝林場(chǎng)，河北 承德068450；5.保定市林業(yè)局，河北 保定 071000）

冀北山地落葉松四種典型林分的結(jié)構(gòu)研究

張 寧1，梁麗雙2，常月梅3，張國(guó)強(qiáng)4，郭賓良5，張建華4，谷建才1

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000；2. 唐山市豐潤(rùn)區(qū)林業(yè)局，河北 唐山 063000；3.河北旅游職業(yè)學(xué)院，河北 承德 067000；4. 河北木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局北溝林場(chǎng)，河北 承德068450；5.保定市林業(yè)局，河北 保定 071000）

對(duì)冀北山地落葉松四種典型林分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：（1）在樹(shù)種組成復(fù)雜程度上，杉落針闊混交林＞落闊混交林＞落樺混交林＞落葉松純林，而且杉落針闊混交林的樹(shù)種組成比其他三個(gè)林分更加合理，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，在空間利用上也更加充分；（2）在水平結(jié)構(gòu)上各個(gè)樹(shù)種直徑大小分布上，均勻程度比較：杉落針闊混交林＞落闊混交林＞落樺混交林＞落葉松純林，除了杉落針闊混交林為均勻分布，其他都比較接近團(tuán)狀分布；（3）在垂直結(jié)構(gòu)上，分層情況比較：杉落針闊混交林、落闊混交林＞落樺混交林＞落葉松純林，其中杉落針闊混交林和落闊混交林分層比較明顯，而落樺混交林與落葉松純林無(wú)明顯分層；（4）在林分空間結(jié)構(gòu)格局上，從角尺度來(lái)說(shuō)，林分D的分布是隨機(jī)分布，其他為團(tuán)狀分布；從大小比數(shù)來(lái)說(shuō)，處于優(yōu)勢(shì)狀態(tài)林分的百分比為：D＞C＞B；從混交度來(lái)說(shuō)，落樺混交林屬于弱度混交, 落闊混交林屬于強(qiáng)度混交, 杉落針闊混交林屬于極強(qiáng)度混交。

落葉松；林分水平結(jié)構(gòu)；林分垂直結(jié)構(gòu)；空間結(jié)構(gòu)；河北北部

冀北山地生態(tài)交錯(cuò)帶現(xiàn)有華北落葉松人工林主要是上世紀(jì)60年代以來(lái)營(yíng)造的，自上世紀(jì)九十年代以來(lái)，由于政策、規(guī)程等原因，天然林蓄積消耗受到諸多限制，對(duì)這些混交林只采取了以封育為主的經(jīng)營(yíng)措施，這些落樺混交林已經(jīng)形成了高密度、高分化、低生產(chǎn)力的混交林[1]。華北落葉松目的樹(shù)種嚴(yán)重被壓乃至枯死，上層白樺、山楊等闊葉樹(shù)林相殘破，大部分林木個(gè)體生長(zhǎng)量下降，低效殘次林增加，林分生態(tài)效能低，嚴(yán)重影響了資源培育和可持續(xù)發(fā)展步伐[2]。還有一部分林分也是針闊混交，但上層林針葉樹(shù)種除了華北落葉松外，還有表現(xiàn)優(yōu)良的云杉，經(jīng)過(guò)2～3 次擇伐后，在近二十幾年的時(shí)間里形成的林分結(jié)構(gòu)較好，林分株數(shù)分布以小徑木為多。這樣的林分兼顧了保護(hù)和利用，實(shí)現(xiàn)了森林多種效益的共贏，應(yīng)該是森林經(jīng)營(yíng)的方向[3]。

本研究針對(duì)這些問(wèn)題，以該地區(qū)落葉松純林、落樺混交林、落闊混交林、杉落針闊混交林，研究四個(gè)典型的林分的樹(shù)種組成、水平與垂直結(jié)構(gòu)和林分的空間分布格局[4]，通過(guò)分析比較得出最好的林分結(jié)構(gòu)[5]，以期為為木蘭圍場(chǎng)生態(tài)交錯(cuò)帶杉落針闊混交林經(jīng)營(yíng)提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

本次調(diào)查是在承德木蘭圍場(chǎng)的北溝林場(chǎng)進(jìn)行，木蘭圍場(chǎng)坐落于河北省東北部，地處灤河上 游， 北 緯 41°47′～ 42°06′N， 東 經(jīng) 116°51′～117°45′E。東與內(nèi)蒙古赤峰市接壤，南及西南與隆化、豐寧兩縣連接，北與內(nèi)蒙古渾善達(dá)克沙地毗鄰。位于陰山山脈與大興安嶺山脈余脈的交匯處，是連接壩上高原和冀北山地的丘陵山地地帶。木蘭圍場(chǎng)所處的地理位置決定了其必然要擔(dān)負(fù)起護(hù)衛(wèi)京津生態(tài)安全的生態(tài)特區(qū)這一重任。因其地處灤河上游，對(duì)下游地區(qū)的樹(shù)木生長(zhǎng)和水源涵養(yǎng)影響甚重；又因其卡在渾善達(dá)克沙地和北京中間地帶，像一道天然的綠色屏障，阻擋著渾善達(dá)克沙地向北京進(jìn)軍的風(fēng)沙。在京津地區(qū)生態(tài)環(huán)境安全方面，木蘭圍場(chǎng)起著重大的作用，因此對(duì)木蘭圍場(chǎng)的森林植被進(jìn)行恢復(fù)與保護(hù)勢(shì)在必行。木蘭圍場(chǎng)林管局共有十個(gè)林場(chǎng)，北溝林場(chǎng)屬于其一，北溝林場(chǎng)自1956年開(kāi)始建立，林場(chǎng)總經(jīng)營(yíng)面積5 730 hm2，森林主要喬木樹(shù)種有白樺、山榆 、華北落葉松、山楊、蒙古櫟、五角楓、榆樹(shù)等；灌木種類較多，且量較大，豐富多樣，以繡線菊灌叢、 照山白最為常見(jiàn)；林分類型主要包含：天然林，常見(jiàn)樹(shù)種有楊樹(shù)、樺樹(shù)、落葉松等；人工林，常見(jiàn)樹(shù)種有山榆、落葉松、楊樹(shù)等；針闊混交林，林分面積分別為1 485.6 hm2、1 180.5 hm2、1 560.9 hm2。活立木的蓄積總量和森林覆蓋率達(dá)到 284 104 m3、88%，年采伐蓄積5 000 m3左右，以下是四種林分的概況[6]。

表1 樣地基本情況Table 1 Basic status of quadrats of natural secondary forests

2 研究?jī)?nèi)容和方法

2.1 研究?jī)?nèi)容

2.1.1 研究目標(biāo)

本次研究設(shè)置的樣地為冀北山地生態(tài)交錯(cuò)帶中最為常見(jiàn)的落葉松林，選取落葉松純林、落樺、落闊、杉落針闊這些具有代表性的林分，詳細(xì)的調(diào)查了不同林型內(nèi)的林木情況，定量分析了不同類型落葉松林的樹(shù)種組成，水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)、林分空間分布格局[7]，系統(tǒng)研究了不同林型群落的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，為實(shí)驗(yàn)區(qū)落葉松的健康經(jīng)營(yíng)提供了一定的理論依據(jù)。

2.1.2 主要研究?jī)?nèi)容

（1）林分的樹(shù)種組成

（2）林分的水平結(jié)構(gòu)

（3）林分的垂直結(jié)構(gòu)

（4）林分空間分布格局

2.2 研究方法

2.2.1 樣地調(diào)查及布設(shè)

經(jīng)過(guò)全方位的勘察，在1994年、2000年和2009年進(jìn)行了三次采伐并從中獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，采伐的強(qiáng)度依次為30%、20%、20%，其要求必須嚴(yán)格遵守生長(zhǎng)量大于采伐量，采伐方式具體為衛(wèi)生伐、生長(zhǎng)伐、定向目標(biāo)伐和大強(qiáng)度撫育，分別于2005年、2013年的夏天在河北省承德圍場(chǎng)縣的北溝林場(chǎng)實(shí)際調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)地情況，并在西色樹(shù)溝陰坡設(shè)置天然落葉松的標(biāo)準(zhǔn)固定樣地，并選取4塊面積100 m×100 m的樣地。在做樣地植被調(diào)查工作之前，對(duì)樣地的一些基本情況進(jìn)行了解，主要要：海拔、地形、地理位置、樣地的坡位以及林分郁閉度等。這三年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，本文以2013年為主。

在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置樣地的原點(diǎn)，然后輔助設(shè)備（羅盤儀、全站儀）劃定樣地邊界，每條邊界長(zhǎng)為100m，接著將每條邊界五等分，畫(huà)出節(jié)點(diǎn)，并用玻璃繩連接，因此就將樣地劃分成了25個(gè)小的樣方，每個(gè)樣方大小相等，即20 m×20 m，逐次編號(hào)，最后將邊界用鐵絲網(wǎng)、水泥樁固定[8]。

2.2.2 主要研究方法

（1）角尺度(Wi)：是指所測(cè)的角α小于標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)角α0的數(shù)目占所有被調(diào)查的林木的比例。表達(dá)式為：

當(dāng)Wi=0時(shí)，代表林分結(jié)構(gòu)很均勻；當(dāng)Wi=0.25，代表林分結(jié)構(gòu)均勻；當(dāng)Wi=0.5時(shí)，代表林分結(jié)構(gòu)隨機(jī)；當(dāng)Wi=0.75時(shí)，代表林分結(jié)構(gòu)不均勻；當(dāng)Wi=1時(shí)，代表林分結(jié)構(gòu)很不均勻。利用角尺度可以充分表明林木個(gè)體在林分中的空間格局分布。

角尺度( W)平均值的計(jì)算公式：

N為參照樹(shù)的總數(shù)；Wi代表的角尺度是第i株樹(shù)的。

可知：林分分布格局的準(zhǔn)確性受到標(biāo)準(zhǔn)角的大小和分布的臨界值的影響。標(biāo)準(zhǔn)角的取值為：60°≤α0≤90°，其中把72°定為一個(gè)最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)角。根據(jù)大量的不同分布狀況林分的模擬研究結(jié)論為：當(dāng)0.4751≤W≤0.5171時(shí)為隨機(jī)分布，當(dāng)W＞0.517為團(tuán)狀分布，當(dāng)W＜0.475時(shí)為均勻分布。

（2）大小比數(shù)(Ui)：被測(cè)樹(shù)種與參照樹(shù)種相比，比參照樹(shù)種大的株數(shù)占總的被測(cè)樹(shù)的比例。

大小比數(shù)量值越高，說(shuō)明參照樹(shù)的生長(zhǎng)越處于略勢(shì)地位。當(dāng)Ui=0，表明林木的為狀態(tài)優(yōu)勢(shì)；Ui=0.25表明林木的為狀態(tài)亞優(yōu)勢(shì)；Ui=0.5表明林木的狀態(tài)為中庸；Ui=0.75表明林木的狀態(tài)為劣態(tài)；Ui=1表明林木的狀態(tài)為絕對(duì)劣態(tài)。

（3）混交度(Mi)：混角度指4株相鄰林木與參照樹(shù)種不同種類所占比例

混角度體現(xiàn)了一棵樹(shù)與周圍樹(shù)木是否同種或者不同種的一種概率。當(dāng)Mi=0，被測(cè)的4株樹(shù)與參照樹(shù)為同種樹(shù)種，即為零度混交；Mi=0.25，被測(cè)的4株樹(shù)中有1株與參照樹(shù)不為同種樹(shù)種，即為弱度混交；Mi=0.5，被測(cè)的4株樹(shù)中有2株與參照樹(shù)為不同的同種，即為中度混交；Mi=0.75，被測(cè)的4株樹(shù)中有3株與參照樹(shù)為不同種的樹(shù)種，即為強(qiáng)度混交；Mi=1，被測(cè)的4株與參照樹(shù)不屬于為同種樹(shù)種，即為極強(qiáng)度混交。

3 結(jié)果與分析

為了方便研究，將直徑的徑級(jí)確定為2 cm，采用上限排除法進(jìn)行分級(jí)。其中，樣地A代表華北落葉松純林，樣地B代表著華北落葉松和白樺混交林，樣地C代表著落葉松和闊葉混交林，樣地D代表著華北落葉松和云杉及闊葉的混交林。

林分的空間結(jié)構(gòu)對(duì)林分內(nèi)部林木的生態(tài)位和林分內(nèi)部的穩(wěn)定性有著重要的意義。目前，在北方森林群落結(jié)構(gòu)研究中用角尺度、大小比數(shù)和混交度3個(gè)參數(shù)描述空間結(jié)構(gòu)的較多[9]，本文利用這3 個(gè)參數(shù)并結(jié)合林分樹(shù)種組成對(duì)林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

3.1 樹(shù)種組成

為了研究林分的結(jié)構(gòu)及其基本屬性，本文對(duì)樹(shù)種的組成進(jìn)行了調(diào)查研究。

3.1.1 落葉松純林的樹(shù)種組成

表2 落葉松種群林木結(jié)構(gòu)特征Table 2 Forest structure characteristics of Larch populations

由表2可以看出，在樣地A內(nèi)以落葉松為種群的純林。該樣地內(nèi)落葉松為該群落絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，在落葉松群落中，落葉松占據(jù)的數(shù)量較大，其蓄積量也大，在林分中占據(jù)主要的地位，屬于優(yōu)勢(shì)樹(shù)種。

3.1.2 落葉松白樺混交林林分的樹(shù)種組成

表3 樣地B落樺種群林木結(jié)構(gòu)特征Table 3 Forest structure characteristics of sample plot B of drop+birch populations

由表3可以看出， 在樣地B內(nèi)喬木層有2個(gè)，林分密度為1 064株·hm-2。落葉松占樣地的55.26%，種群密度為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種。該林分中的伴生樹(shù)種為白樺。該林分樹(shù)種組成為：6落4樺。該樣地內(nèi)以落葉松為優(yōu)勢(shì)種，種群的分布范圍和蓄積量最大，但平均胸徑較小，相對(duì)而言，該樣地內(nèi)同樣以白樺的平均胸徑較大，表明該樣地是以白樺為先鋒樹(shù)種的群落逐漸演化成以落樺為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的林分。

3.1.3 落葉松和闊葉樹(shù)種混交的樹(shù)種組成

表4 樣地C落闊混交林種群林木結(jié)構(gòu)特征Table 4 Forest structure characteristics of sample plot C of drop and broad mixed forest

由表4可以看出， 在樣地C內(nèi)喬木層有7個(gè)，林分密度為1 226株·hm-2。落葉松和白樺為該林分的優(yōu)勢(shì)種，種群密度最高，占樣地的58.0%。該樣地為落闊混交林，山楊、五角楓、白榆、白樺為主要的伴生樹(shù)種。落葉松是該林分群落中唯一的針葉樹(shù)種，占40.46%，說(shuō)明林分是以落葉松為主的混交林，樹(shù)種組成為：4落2白1楊+榆+五角楓+花楸+蒙古櫟。該樣地內(nèi)主要樹(shù)種為落葉松和白樺，而其他樹(shù)種的分布較為均勻。

3.3.4 落葉松和云杉及闊葉的混交林林分的樹(shù)種組成

表5 樣地D杉落針闊混交林種群林木結(jié)構(gòu)特征Table 5 Forest structure characteristics of sample plot D of fir, drop, needles and broad mixed forest

由表5可以看出， 在樣地D內(nèi)共有喬木層種群4個(gè)，林分密度為1 160株·hm-2。其中種群密度最高，為該林分優(yōu)勢(shì)種是落葉松和云杉，占樣地的88.0%。該樣地為杉落針闊混交林，主要伴生樹(shù)種有五角楓、花楸。該林分樹(shù)種組成為：3云3落2白樺-五角楓-花楸-蒙古櫟-山楊-椴樹(shù)-山榆-黑樺。該樣地內(nèi)主要樹(shù)種為云杉和落葉松，其他的伴生樹(shù)種分布較少。

3.2 水平結(jié)構(gòu)研究

3.2.1 落葉松純林林分的直徑分布

圖1可以清晰的表明：落葉松種群的直徑分布較廣，直徑分布特點(diǎn)明顯，大致呈峰狀分布，在17～19 cm徑級(jí)處出現(xiàn)峰值，在9～21 cm徑級(jí)處出樹(shù)木較集中，大致呈正態(tài)分布。

3.3.2 落葉松白樺混交林分的直徑分布

圖2可以清晰的表明：落葉松和白樺種群的直徑分布較廣，基本分布在所有徑級(jí)處，在7～25 cm徑階之間分布比較集中，同時(shí)存在這部分大經(jīng)級(jí)的落葉松和白樺。落葉松和白樺除了＜5 cm徑階，其的徑級(jí)分布基本成平緩的正態(tài)分布，最后在大胸徑處上揚(yáng)。從整個(gè)林分徑級(jí)分布來(lái)看，樣地的樹(shù)種主要分布在17～19 cm徑階之前，幼樹(shù)也占用一部分空間。林分的上層空間分布的林木很少，主要集中在中下層，這樣的分布對(duì)林下植被的生長(zhǎng)影響較為嚴(yán)重。

圖1 樣地A的直徑分布Fig.1 DBH distribution of plot A

圖2 樣地B的直徑分布Fig.2 DBH distribution of plot B

3.3.3 落葉松和闊葉混交林林分的直徑分布

圖3可以清晰的表明：落葉松的直徑分布比較廣，其中落葉松種群大致呈現(xiàn)雙峰分布，其中峰值出現(xiàn)在13～15 cm和17～19 cm徑級(jí)處，白樺種群大致呈現(xiàn)正態(tài)分布，且在大于29 cm出有大胸徑的林木出現(xiàn)，然而在此處占主要地位的是山楊和白樺樹(shù)種，即林分的上層空間主要分布著山楊和白樺兩種樹(shù)種。山楊樹(shù)種的分布基本成L型分布。其他闊葉樹(shù)種比較集中在中小徑階處，并且整體的分布比較均勻，即在19～21 cm徑階之前。

圖3 樣地C的直徑分布Fig.3 DBH distribution of plot C

3.3.4 落葉松和云杉及闊葉的混交林林分的直徑分布

該樣地為杉落闊混交林，其直徑分布見(jiàn)圖4。由圖4可知：優(yōu)勢(shì)樹(shù)種云杉呈U型分布，在前8～11 cm和23～26 cm的8個(gè)徑階處比較集中分布，而且對(duì)樣地D的其他樹(shù)種占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。落葉松也是樣地D的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，其在胸徑大于5 cm之后分布大體呈現(xiàn)正態(tài)分布，在11～23 cm之間集中出現(xiàn)，具有壓倒性優(yōu)勢(shì)。五角楓和花楸，胸徑分布連續(xù)，主要分布在中小徑階處。因此，大胸徑個(gè)體數(shù)量上云杉其他樹(shù)種，據(jù)于林分的上層空間，有些伴生樹(shù)種則處于林分空間的下層。

圖4 樣地D的直徑分布Fig.4 DBH distribution of plot D

3.3 垂直結(jié)構(gòu)研究

立地條件經(jīng)常影響林分內(nèi)部林木的樹(shù)高、直徑、材積。在調(diào)查中經(jīng)常用三者的相互關(guān)系建立圖表，借此來(lái)推測(cè)林分的蓄積量。

為了方便研究把1.3 m處的胸高直徑作為起測(cè)胸徑，把大于1 m的樹(shù)高作為起測(cè)樹(shù)高，把2 cm作為樹(shù)高等級(jí)的徑級(jí)，為了便于調(diào)查把樹(shù)高在19 cm以上的林木劃為第10級(jí)。為了分析群落垂直分層情況，對(duì)不同群落中胸徑＞5 cm的所有個(gè)體進(jìn)行胸高曲線擬合。

3.3.1 落葉松純林的垂直結(jié)構(gòu)

由圖5可知：落葉松樹(shù)種樹(shù)高的分布大致呈雙峰狀分布。其中樹(shù)高主要集中分布在11 m～17 m之間。在13 m～15 m之間數(shù)據(jù)比較集中，定為第二個(gè)峰值，說(shuō)明落葉松上層存在嚴(yán)重的分層生長(zhǎng)情況。在5 m～7 m之間為第一個(gè)峰值范圍，由于落葉松所處的坡度較緩，峰值不太明顯。就樹(shù) 種組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，群落內(nèi)部并無(wú)明顯分層。

3.3.2 落葉松白樺混交林林分的垂直結(jié)構(gòu)

由圖6可知：落葉松樹(shù)種樹(shù)高的分布大致呈雙峰狀分布。在3 m～5 m之間為第一個(gè)峰值范圍，峰值較為明顯。在11 m～13 m之間為第二個(gè)峰值范圍，并且在7 m～19 m之間的范圍內(nèi)呈類似的正態(tài)分布。

圖5 樣地A樹(shù)高分布Fig.5 Tree height distribution of plot A

圖6 樣地B樹(shù)高分布Fig.6 Tree height distribution of plot B

3.3.3 落葉松和闊葉混交林林分的垂直結(jié)構(gòu)

由圖7可知：該樣地內(nèi)部各樹(shù)種的樹(shù)高分布也呈現(xiàn)雙峰狀分布。在5 m～7 m之間為第一個(gè)峰值范圍，15 m～17 m之間為第二個(gè)峰值范圍，枝下高的分布及分化程度比較明顯，表明該林分在垂直的空間分布上主要在上層。樹(shù)高主要分布在13 m～17 m之間，表明該樣地的頂層主要以高大的落葉松和白樺個(gè)體為主。

3.3.4 落葉松和云杉及闊葉的混交林林分的垂直結(jié)構(gòu)

由圖8可知：該樣地內(nèi)部各樹(shù)高分布趨近于單峰狀分布。峰值出現(xiàn)在17 m～19 m處，主要是云杉和落葉松林木個(gè)體。

圖7 樣地C樹(shù)高分布Fig. 7 Tree height distribution of plot C

圖8 樣地D樹(shù)高分布及樹(shù)高曲線Fig. 8 Tree height distribution and tree height-diameter curves of plot D

3.4 林分空間分布格局分析

3.4.1 主要林分的角尺度分析

角尺度是描述林分的均勻程度。通過(guò)主要是參照樹(shù)與其相鄰林木之間夾角的關(guān)系，以此來(lái)分析樹(shù)木的分布狀況。

表6 混交林的角尺度Table 6 Angular scales of mixed forests

主要林分的角尺度見(jiàn)表6。由表6可知，樣地B林分的角尺度為5200，樣地C為5300，樣地D為4950，說(shuō)明樣地B、C整個(gè)林分為團(tuán)狀分布，而樣地D整個(gè)林分呈現(xiàn)的為隨機(jī)分布。

3.4.2 主要林分的大小比數(shù)

大小比數(shù)是指被測(cè)樹(shù)種與參照樹(shù)種相比，比參照樹(shù)種大的株數(shù)占總的被測(cè)樹(shù)的比例。

表7 混交林的直徑大小比數(shù)Table 7 Diameter comparison of mixed forests

由表7可以看出，處于優(yōu)勢(shì)狀態(tài)林分的百分比為：D＞C＞B，林分直徑的大小比數(shù)越小，則表示出于優(yōu)勢(shì)地位的林木越多，落樺混交林大小比數(shù)平均值為0.4775，46%的林分處于優(yōu)勢(shì)地位，中庸占據(jù)24%，處于劣勢(shì)的為30%；落闊混交林大小比數(shù)平均值為0.4250，53%的林分處于優(yōu)勢(shì)地位，23%處于中庸?fàn)顟B(tài)，杉落針闊混交林的林分直徑大小比數(shù)的平均值為0.3175，59%的林分處于優(yōu)勢(shì)地位，19%處于中庸?fàn)顟B(tài)，12%處于劣勢(shì)。

3.4.3 主要林分的混交度分析

混交度是指4株最近相鄰被測(cè)的林木中與參照樹(shù)屬于不同種的林木個(gè)體數(shù)所占的比例。

表8 混交林混交度Table 8 Mingling of mixed forests

由表8可以看出，落樺混交林的混交度為0.412 5，屬于弱度混交；落闊混交林的混交度為0.515 0，屬于強(qiáng)度混交；杉落針闊混交林的混交度為0.817 5，屬于極強(qiáng)度混交。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

在樹(shù)種組成復(fù)雜程度上，杉落針闊混交林＞落闊混交林＞落樺混交林＞落葉松純林，而且杉落針闊混交林的樹(shù)種組成比其他三個(gè)林分更加合理，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，在空間利用上也更加充分。

在水平結(jié)構(gòu)上各個(gè)樹(shù)種直徑大小分布上，落葉松純林直徑分布呈單峰狀分布，林分直徑分布范圍小，比較集中；落樺混交林中，種群個(gè)體直徑分布范圍較廣，除了＜5 cm徑階，其它的徑級(jí)分布基本成平緩的正態(tài)分布，最后在大胸徑處上揚(yáng)，直徑分布不均勻；落闊混交林中落葉松種群大致呈現(xiàn)雙峰分布，白樺種群大致呈現(xiàn)正態(tài)分布，直徑分布比較不均勻；杉落針闊混交林中優(yōu)勢(shì)樹(shù)種云杉呈U型分布，落葉松在胸徑＞5 cm后呈正態(tài)分布,五角楓和花楸胸徑分布連續(xù)，主要分布在中小徑階處，林分整體分布比較均勻，林分水平結(jié)構(gòu)比較理想。

在垂直結(jié)構(gòu)上，落葉松純林中落葉松峰值不明顯，群落內(nèi)部并無(wú)明顯分層；落樺混交林中兩個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種均大致呈雙峰狀分布，但由于其低層空間萌生的部分幼樹(shù)致使其分布曲線出現(xiàn)陡峭的峰值；落闊混交林各樹(shù)高分布同樣也呈雙峰狀分布，分層現(xiàn)象較為明顯，頂層主要以高大的落葉松和白樺個(gè)體為主，但是對(duì)于底層其他樹(shù)木和灌木有一定的壓制；杉落針闊混交林各樹(shù)高分布趨近于單峰狀分布，峰值出現(xiàn)在17 m～19 m處，主要是云杉和落葉松林木個(gè)體，而對(duì)于其他伴生樹(shù)種沒(méi)有壓制現(xiàn)象，其他樹(shù)種生長(zhǎng)良好。

在林分空間結(jié)構(gòu)格局上，從角尺度來(lái)說(shuō)，林分D的分布是隨機(jī)分布，其他為團(tuán)狀分布；從大小比數(shù)來(lái)說(shuō)，處于優(yōu)勢(shì)狀態(tài)林分的百分比為：D＞C＞B；從混交度來(lái)說(shuō)，落樺混交林屬于弱度混交；落闊混交林屬于強(qiáng)度混交；杉落針闊混交林屬于極強(qiáng)度混交。

4.2 討論

出于各方面限制，本文對(duì)四個(gè)林分的結(jié)構(gòu)只進(jìn)行了介紹，但是對(duì)于林分結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步比較和其他三個(gè)林分向杉落針闊混交林轉(zhuǎn)化等方面沒(méi)有涉及，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，而且所選樣地均位于陰坡、半陰坡，樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)雖具典型性，但對(duì)陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡的林分類型（如山榆、櫟類）不具代表性。

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Spatial structure study of four typical larix forests in northern Hebei province

ZHANG Ning1, LIANG Li-shuang2, CHANG Yue-mei3, ZHANG Guo-qiang4, GUO Bin-liang5, ZHANG Jian-hua4, GU Jian-cai1
(1. Hebei Agricultural University, Baoding 071000, Hebei, China; 2. Forestry Bureau of Fengrun, Tangshan 063000, Hebei, China 3.Tourism College of Hebei, Chengde 067000, Hebei, China; 4. Beigou Forest Farm of State-owned Forest Bureau of Mulan-Weichang in Hebei, Chengde 068450, Hebei, China; 5. Forestry Bureau of Baoding 071000, Hebei, China)

The spatial structure characteristics of four typical larch forest structure were investigated in northern Hebei province. The results show that (1) the sequencing of complexity of the four stands species composition from big to small was as follows: fi r, drop,needles, broadleaved mixed forest ＞ drop and broad mixed forest＞ drop and birch mixed forest＞ pure larch forest, the mixed forest of fi r, drop, needles, broadleaved was more reasonable than the other three stands, the structure was more stable, and more fully utilized in the space use; (2) from the view of horizontal structure, the sequencing of uniformity of each tree diameter size distribution was as follows: fi r, drop, needles, broadleaved mixed forest ＞ drop and broad mixed forest＞ drop and birch mixed forest＞ pure larch forest, except the fi r, drop, needles, broadleaved mixed forest which was even distribution, other three forest forms were close to slug distribution; (3) in the vertical structure, the sequencing of stratif i cation degree was as follows: fi r, drop, needles, broadleaved mixed forest ＞ drop and broad mixed forest ＞ drop and birch mixed forest ＞ pure larch forest, fi rst two types showed obvious quantizing structure, while the later two showed no signif i cant stratif i cation; (4) in the pattern of stand space structure, from the perspective of the angular scales, the distribution of standDwas randomly distributed, the others were group-like distribution; from neighborhood comparison, the sequencing of percentage of the advantages state stands was as foloows:D＞C＞B; from mingling, the drop and birch mixed forest belongs to weak-mixed, drop and broad mixed forest belongs to strength mixed, fi r, drop, needles, broadleaved mixed forest belongs to extreme intensity mixed forest.

larix; forest level structure; forest vertical structure; spatial structure; northern Hebei province

S791.22

A

1673-923X(2015)06-0020-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.06.005

2014-04-28

河北省灤河流域水源林經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（15227652D）；“國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理機(jī)制存在問(wèn)題及改革模式研究”（13457525）

張 寧，碩士研究生 通訊作者：谷建才，教授，E-mail：gujiancai@126.com

張 寧，梁麗雙，常月梅，等. 冀北山地落葉松四種典型林分的結(jié)構(gòu)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(6):20-27.

[本文編校：吳 彬]