閩西樂東擬單性木蘭天然林的種群結(jié)構(gòu)與人工栽培研究

羅登勝

(連城縣朋口林業(yè)站，福建 龍巖 366200)

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閩西樂東擬單性木蘭天然林的種群結(jié)構(gòu)與人工栽培研究

羅登勝

(連城縣朋口林業(yè)站，福建 龍巖 366200)

摘要采用空間代時間和勻滑技術(shù)，通過編制種群靜態(tài)生命表和生存分析，對福建省連城縣樂東擬單性木蘭的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并對人工林栽培效果進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明：樂東擬單性木蘭種群年齡結(jié)構(gòu)似金字塔形，Ⅰ級、Ⅱ級數(shù)量較多，在Ⅲ級、Ⅳ級種群出現(xiàn)斷層，種群存活率曲線屬于Deevey Ⅲ型，在整個生命過程中，共出現(xiàn)3次死亡高峰，第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，種群在第Ⅰ級生存率較高而死亡率較低，進(jìn)入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，累積死亡率急劇升高；11年生東擬單性木蘭與杉木生長無顯著差異，但在后期的培育過程中，應(yīng)對杉木進(jìn)行適當(dāng)修枝或疏伐，以促進(jìn)東擬單性木蘭的生長。

關(guān)鍵詞樂東擬單性木蘭；種群結(jié)構(gòu)；生命表；生存分析；栽培

擬單性木蘭屬(Parakmeria)是中國特有寡種屬，花雜性和心皮退化在木蘭科中少見，是重要的研究材料。樂東擬單性木蘭(Parakmerialotungensis)為我國珍稀瀕危保護(hù)植物，花形美麗，略有香味，是優(yōu)良的綠化樹種，木材心材明顯，可供建筑和家具等用，其分布范圍多達(dá)8 個省區(qū)，但種群內(nèi)個體數(shù)量大多較為稀少，分布呈島嶼狀。研究發(fā)現(xiàn)，在閩北樂東擬單性木蘭天然群落中，幼苗數(shù)量較多，也有一定數(shù)量的大樹，但中樹階段出現(xiàn)斷層，在長期演替中，將被其他耐陰性樹種替代。樂東擬單性木蘭喜光性較強(qiáng)，有研究表明，在馬尾松低產(chǎn)林下套種樂東擬單性木蘭，隨著馬尾松林郁閉度的增大，樂東擬單性木蘭的生長量下降，應(yīng)在適當(dāng)時間對馬尾松進(jìn)行疏伐，增加林內(nèi)透光度，提高樂東擬單性木蘭的成活率和生長量。由于林內(nèi)天然更新不良，加之近年來人為破壞嚴(yán)重，樂東擬單性木蘭野生資源日益減少，已面臨滅絕的危險，因此，其野生資源的保育和人工栽培與擴(kuò)繁[4,5]已經(jīng)引起了林業(yè)工作者的重視。福建省連城縣分布有一定數(shù)量的樂東擬單性木蘭天然林，為加快其保育與擴(kuò)繁，在連城縣苣溪鎮(zhèn)建立了采種基地，并開展了一定面積的人工林培育。為進(jìn)一步了解樂東擬單性木蘭的生態(tài)學(xué)特性，筆者采用種群生命表和生存分析對連城縣樂東擬單性木蘭天然林的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并對人工林栽培效果進(jìn)行了調(diào)查，以期為更好地開展就地保護(hù)和遷地保護(hù)提供參考資料。

1研究區(qū)概況

連城縣地處福建西部山區(qū)武夷山脈南段，25°13″—25°26″ N，116°32″—117°10″ E，日照充足，雨量充沛，被譽(yù)為北回歸線上的綠洲和基因庫。境內(nèi)各地年均氣溫13.8～19.5 ℃，縣城為18.9 ℃；年平均雨量 1 734.4 mm，年平均日照時數(shù)1 760.7 h，全縣降雨量大多集中在梅雨期，其次為春季；年平均水汽壓18.2 hPa，相對濕度78%，年中各月相差不大，3—6月為80%～82%，10～2月較小，變化在75%～79%之間，全年無霜期通常為291 d。

2材料與方法

2.1樣地選擇

樂東擬單性木蘭天然林位于連城縣苣溪鎮(zhèn)廈莊村池屋50林班1大班4小班，面積5.5 hm2，優(yōu)勢種為樂東擬單性木蘭和甜櫧(Castanopsiseyrei)；人工林位于夏莊村大嶺頭48林班5大班3小班，2005年春季采用1年生苗木，在杉木(Cunninghamialanceolata)采伐跡地上造林，穴狀整地，株行距2 m×2.5 m，造林后杉木根樁自然萌芽，現(xiàn)與樂東擬單性木蘭呈1∶1帶狀混交狀態(tài)，林齡11 a，兩處樣地海拔均為850～900 m。

2.2調(diào)查方法

天然林調(diào)查方法：2016年3月，采用相鄰格子樣方法對樂東擬單性木蘭天然林進(jìn)行調(diào)查，設(shè)置3個20 m×20 m的固定樣地，對樣地內(nèi)所有樂東擬單性木蘭進(jìn)行每木調(diào)查，記錄株數(shù)、胸徑、地徑、樹高、冠幅等指標(biāo)。

人工林調(diào)查方法：天然林調(diào)查結(jié)束后，在人工林中各選擇3條杉木和樂東擬單性木蘭林帶，長度50 m，對林帶中的植株進(jìn)行每木調(diào)查，記錄株數(shù)、胸徑、樹高、冠幅、保存率等。

2.3數(shù)據(jù)計(jì)算

天然林種群結(jié)構(gòu)劃分：采用胸徑代替年齡，進(jìn)行種群結(jié)構(gòu)劃分，Ⅰ級：苗高<1 m；Ⅱ級：苗高>1 m，胸徑小于5 cm；Ⅲ級：胸徑5～15 cm；Ⅳ級：胸徑15～30 cm；Ⅴ級：胸徑30～40 cm；Ⅵ級：胸徑40～50 cm；Ⅶ級：胸徑50～60 cm；Ⅷ級：胸徑>60 cm。

種群特定時間靜態(tài)生命表編制和生存分析計(jì)算參考文獻(xiàn)的方法，針對齡級結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的種群數(shù)量波動，采用勻滑技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。

生存函數(shù)Si=p1p2…pi(pi為存活頻率，pi=1-qi)；

積累死亡率函數(shù)Fi=1-Si；

死亡密度函數(shù)f(ti)= (Si-1-Si)/hi= (Siqi)/hi(hi為齡級寬度；qi為死亡頻率)；

危險率函數(shù)λ(ti)=f(ti)/S(ti)=2qi/hi(1+pi)。

采用Excel 2003中的數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行回歸分析、單因素方差分析和圖表制作。

3結(jié)果與分析

3.1天然林中樂東擬單性木蘭種群的年齡結(jié)構(gòu)

根據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，在1 200 m2的天然林樣地中，共出現(xiàn)樂東擬單性木蘭390株，以齡級為橫坐標(biāo)，以各齡級存活數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制了天然林中樂東擬單性木蘭種群的年齡結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示：樂東擬單性木蘭種群年齡結(jié)構(gòu)似金字塔形，Ⅰ級、Ⅱ級數(shù)量較多，共出現(xiàn)378株，也存在一定數(shù)量的大樹，胸徑35 cm以上的有12株，但Ⅲ級、Ⅳ級出現(xiàn)斷層，這與何國生等報道的閩北樂東擬單性木蘭天然林群落結(jié)構(gòu)較為一致，即從幼樹向中樹和大樹過度的時候，存在較高的死亡率。

3.2樂東擬單性木蘭種群靜態(tài)生命表

表1　樂東擬單性木蘭種群靜態(tài)生命表

注：x-單位時間；ax-在齡級內(nèi)現(xiàn)存的個體數(shù)；a`x-修正的個體數(shù)；lx-在x時間開始時標(biāo)準(zhǔn)化存活個體數(shù)；dx-從x到x+1時間間隔期標(biāo)準(zhǔn)化死亡數(shù)；qx-從x到x+1時間間隔期限內(nèi)死亡率；Lx-從x到x+1時間間隔內(nèi)還存活的個體數(shù)；Tx-從x時間(徑級)到超過x時間(徑級)的個體總數(shù)；Ex-進(jìn)入x徑級個體生命期望壽命；Kx-各年齡組致死力(損失度)

采用勻滑技術(shù)對野外調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后建立種群生命表，由種群靜態(tài)生命表可見，樂東擬單性木蘭的年齡結(jié)構(gòu)存在明顯的波動性，幼苗數(shù)量較多，胸徑>5 cm時數(shù)量急劇減少，大樹數(shù)量穩(wěn)定，幼樹向中樹過度時死亡率較高，致死力Kx值顯著高于其他齡級，Ex值在第Ⅴ級達(dá)到最大，是種群生理旺盛期，之后Ex值降低，即種群出現(xiàn)衰退。

以齡級為橫坐標(biāo)，以存活數(shù)的自然對數(shù)lnlx為縱坐標(biāo)，繪制種群存活率曲線，由圖1可見，樂東擬單性木蘭種群存活率曲線擬合方程為y= -2.877 Ln(x) + 6.717 3(R2= 0.969 7)，曲線呈凹型，屬于Deevey Ⅲ型；由死亡率可見，在樂東擬單性木蘭的生命過程中，共出現(xiàn)3次死亡高峰，在第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，即在幼樹向中樹、中樹向大樹的過渡階段，都伴隨著個體數(shù)目的不斷減少。

3.3樂東擬單性木蘭種群生存分析

由圖2可見，樂東擬單性木蘭種群生存函數(shù)和死亡密度函數(shù)單調(diào)下降，積累死亡率函數(shù)單調(diào)上升，種群在第Ⅰ級出現(xiàn)較高的生存率和較低的死亡率，進(jìn)入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，而累積死亡率急劇升高，此后，累積死亡率居高不下，第Ⅳ級之后，種群的生存率已不足1%，累積死亡率大于99%，即在此之后，樂東擬單性木蘭種群進(jìn)入了生理衰退期；危險率函數(shù)呈波動下降趨勢，在第Ⅵ級又出現(xiàn)明顯的峰值，而此時的死亡密度函數(shù)并不大，這可能與種群整體進(jìn)入衰老期，危險率較高有關(guān)。

3.4樂東擬單性木蘭人工林的栽培效果

由圖3可見，11年生樂東擬單性木蘭與杉木混交人工林中，兩樹種的胸徑和樹高生長量沒有顯著差異(P>0.05)，樂東擬單性木蘭的胸徑為9.39±3.28 cm、樹高為8±1.25 m，杉木的胸徑為10.67±4.06 cm、樹高為8.5±1.75 m。

4結(jié)論

野外調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，樂東擬單性木蘭種群年齡結(jié)構(gòu)似金字塔形，1 200m2的樣地中，共發(fā)現(xiàn)390株，Ⅰ級、Ⅱ級數(shù)量較多，共378株，胸徑35cm以上的有12株，在Ⅲ級、Ⅳ級種群出現(xiàn)斷層，可見，從幼樹向中樹和大樹過渡時，樂東擬單性木蘭種群存在較高的死亡率。

樂東擬單性木蘭種群存活率曲線屬于DeeveyⅢ型，在整個生命過程中，共出現(xiàn)3次死亡高峰，在第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，在幼樹向中樹、中樹向大樹的過渡階段，都伴隨著個體數(shù)目的不斷減少。

生存分析表明，樂東擬單性木蘭種群在第Ⅰ級生存率較高而死亡率較低，進(jìn)入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，累積死亡率急劇升高，可見，樂東擬單性木蘭種群在幼樹向中樹、大樹過渡的時候，應(yīng)給予適度的人為干擾，改善林內(nèi)透光條件，促進(jìn)其天然更新。

由人工林生長情況可見，11年生樂東擬單性木蘭與杉木生長無顯著差異，但杉木的樹高和胸徑均高于樂東擬單性木蘭，由種群結(jié)構(gòu)分析可見，樂東擬單性木蘭喜光性較強(qiáng)，在后期的生長中必然受到杉木的影響，因此，在后期的培育過程中，應(yīng)對杉木進(jìn)行適當(dāng)修枝或疏伐，以促進(jìn)樂東擬單性木蘭的生長。

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Population Structure ofParakmerialotungensisNatural Forest and its Artificial Cultivation

Luo Dengsheng

(Pengkou Forestry Station of Liancheng County,Longyan 366200,China)

AbstractUsing the age class structure represented by DBH class and smooth technology,through the population static life table and survival analysis,population structure of Parakmeria lotungensis in Liancheng County of Fujian Province were analyzed. Cultivation effects of the plantation were investigated. Result shows that age structure of P. lotungensis population like a pyramid,grade Ⅰ,gradeⅡ in larger quantities,in grade Ⅲ,grade Ⅳ populations occurs fault;the curve of survival rate of the population belongs to Deevey Ⅲ type;throughout the life course,a total of death peak occurred three times;the mortality rate of grade Ⅱ,grade Ⅳ,grade Ⅶ are higher;the population at grade Ⅰ higher survival rate and lower mortality rates,after entering the second level Ⅱ,drastically reduced the survival rate,cumulative mortality sharply increased;11-year-old Parakmeria lotungensiswith the growth of Chinese fir was no significant difference,but in the latter part of the nurturing process,the appropriate thinning or pruning response of Cunninghamia lanceolata should be conducted in order to promote growth of P. lotungensis.

Key wordsParakmeria lotungensis;population structure;life table;survival analysis;cultivation

文章編號：1005-5215(2016)07-0018-03

收稿日期：2016-05-05

作者簡介：羅登勝(1971-)，福建連城人，工程師，現(xiàn)從事森林培育研究.

中圖分類號：S718.542

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.004