岷縣馬沿林場(chǎng)森林狀況調(diào)查及其生長(zhǎng)狀況分析

張見席

摘要?[目的]了解岷縣馬沿林場(chǎng)森林狀況及其生長(zhǎng)狀況。[方法]對(duì)岷縣馬沿林場(chǎng)管理的8個(gè)鄉(xiāng)共24個(gè)小班70多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地中的樹木進(jìn)行每木調(diào)查。[結(jié)果]樹種組成以紅樺（Betula albosinensis）與華北落葉松（Larix principisrupprechtii）株數(shù)比為7∶3為主。林木蓄積量與海拔、坡向及幼樹株數(shù)有顯著的相關(guān)性。胸徑比較完美地服從正態(tài)分布，平均值為10.26 cm。樹高不服從正態(tài)分布，平均值為10.64 m，主要分布區(qū)間為8～14 m，93.9%的成株林木樹高在這個(gè)范圍內(nèi)，但平均值周圍分布較少，10～12 m的范圍只占16.3%。材積也較服從偏左正態(tài)分布，主要分布區(qū)間為0～0.1 m3，占比為95.7%。[結(jié)論]岷縣馬沿林場(chǎng)林木生長(zhǎng)狀況良好，幼苗生長(zhǎng)狀況一般，天然更新狀況良好，樹種組成以樺樹與落葉松株數(shù)比為7∶3為主。

關(guān)鍵詞?森林資源;調(diào)查;環(huán)境因子;生長(zhǎng)狀況;蓄積量

中圖分類號(hào)?S757文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A文章編號(hào)?0517-6611（2018）33-0097-04

我國(guó)的“三北”防護(hù)林體系工程作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要項(xiàng)目，已經(jīng)取得了偉大成就，其規(guī)模和速度均為世界之最，被譽(yù)為“生態(tài)工程世界之最”，并獲得了高度評(píng)價(jià)[1-2]。岷縣馬沿林場(chǎng)地處岷縣東部山區(qū)，自然植被資源豐富，是岷縣規(guī)模較大的育苗基地之一，是“三北”防護(hù)林體系工程的有機(jī)組成部分之一。

森林資源調(diào)查是以林地、林木以及林區(qū)為對(duì)象的林業(yè)調(diào)查，簡(jiǎn)稱“森林調(diào)查”[3]，目的在于及時(shí)掌握森林資源的動(dòng)態(tài)規(guī)律及其與自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)、經(jīng)營(yíng)等條件之間的關(guān)系[4]，為制訂和調(diào)整林業(yè)政策，編制林業(yè)計(jì)劃和鑒定森林經(jīng)營(yíng)效果服務(wù)[5]。早在19世紀(jì)初，歐洲就有較精確的森林資源調(diào)查方法，但其指標(biāo)均為全面實(shí)測(cè)，調(diào)查效率非常低[6]。20世紀(jì)30—50年代，森林調(diào)查采用抽樣調(diào)查及航空攝影測(cè)量等技術(shù)，調(diào)查效率大大提高[7]。70年代以來，由于森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與發(fā)展，森林調(diào)查的技術(shù)手段更臻完善[8]。我國(guó)從20世紀(jì)50年代起開始森林調(diào)查工作[9]，50多年來，應(yīng)用抽樣以及電子計(jì)算機(jī)、林業(yè)遙感等先進(jìn)技術(shù)，查清了森林資源情況[10]，進(jìn)行了全國(guó)各大林區(qū)的森林經(jīng)理調(diào)查，建立了森林調(diào)查的3級(jí)體系，森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)化體系也正在逐步建立中[11]。

和許多基層單位一樣，岷縣馬沿林場(chǎng)以往的森林調(diào)查以抽樣調(diào)查為主，但以往抽樣的樣本數(shù)較少。由于樣本的局限其結(jié)果具有不穩(wěn)定性，與真實(shí)值可能有所偏差[12]。筆者對(duì)岷縣馬沿林場(chǎng)管理的3個(gè)鄉(xiāng)的森林撫育狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，對(duì)24個(gè)小班70多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地中的樹木進(jìn)行了每木調(diào)查，然后將林木生長(zhǎng)狀況與環(huán)境因子及木材蓄積量進(jìn)行了相關(guān)性分析，為掌握當(dāng)?shù)亓帜举Y源及生長(zhǎng)狀況儲(chǔ)備大量一手資料，為指導(dǎo)今后樹木管理、優(yōu)化林木結(jié)構(gòu)提供理論支撐，同時(shí)為相關(guān)單位的研究和管理提供參考。

1?研究地區(qū)和研究方法

1.1?研究區(qū)概況

研究區(qū)馬沿林場(chǎng)位于甘肅省岷縣東山區(qū)馬塢鄉(xiāng)境內(nèi)，系西秦嶺延伸之支脈，屬隴南石質(zhì)山地的一部分。地理坐標(biāo)為104°13′E、34°23′N，林場(chǎng)總面積22 770 hm2[13]。全場(chǎng)海拔2 200～3 400 m，氣候濕潤(rùn)，年平均氣溫5.7 ℃，年降水量670 mm，土壤以棕色和褐色森林土為主，厚度20～30 mm。氣候溫涼濕潤(rùn)，區(qū)內(nèi)植物種類繁多，木本喬灌木樹種44屬92種，草本植物324屬644種。

1.2?研究方法

1.2.1?試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

根據(jù)《甘肅省中幼齡林撫育作業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定》，以外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，研究區(qū)林地經(jīng)2004年公益林區(qū)劃界定均劃分為生態(tài)公益林，屬防護(hù)林范疇。在選擇確定的作業(yè)區(qū)中，以原二類調(diào)查區(qū)劃林班和小班為基礎(chǔ)，根據(jù)不同的權(quán)屬、林種、森林類型、起源、齡組、郁閉度、撫育方式、作業(yè)方式、撫育強(qiáng)度等因子來區(qū)劃作業(yè)小班地塊。森林撫育作業(yè)小班，以山脊、溝谷等明顯地形地物為界的，用1∶25 000萬地形圖現(xiàn)地勾繪。

依據(jù)每公頃樹高40 cm以上的天然更新幼樹超過2 000株，林分灌草總蓋度65%～72%，幼苗幼樹層的植被總覆蓋度80%以上的要求。筆者于2016年10月在定西市馬沿林場(chǎng)的窟窿灣、雙掛灣、吳沙灣、南溝里、石房灣和石橋?yàn)?個(gè)村中共勾繪出24個(gè)小班。

1.2.2?調(diào)查方法。

采用標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查法，根據(jù)小班森林資源分布狀況典型布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地面積0.067 hm2（25.28 m×25.28 m），每個(gè)小班設(shè)立2～3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，每個(gè)小班設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)地面積不得小于小班面積的1%，根據(jù)小班具體情況共計(jì)設(shè)立65個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地面積4.355 hm2。

在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，逐項(xiàng)調(diào)查并填寫調(diào)查內(nèi)容，分樹種、保留木和采伐木進(jìn)行每木檢尺，填寫每木檢尺記錄，起測(cè)胸徑為5 cm;在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，分不同徑級(jí)選取標(biāo)準(zhǔn)木測(cè)量樹高，一般每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地至少量測(cè)15株樹。

設(shè)置成效監(jiān)測(cè)樣地，在實(shí)施撫育作業(yè)前每個(gè)作業(yè)小班依照面積、地形、坡向等因子設(shè)置1～2個(gè)成效監(jiān)測(cè)樣地，每個(gè)樣地面積為0.067 hm2（25.28 m×25.28 m），在GPS誤差不超過10 m的情況下，詳細(xì)記錄樣地中心坐標(biāo)。

1.2.3?數(shù)據(jù)處理與分析。

采用SPSS21.0軟件（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）完成數(shù)據(jù)分析處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、計(jì)算。對(duì)環(huán)境因子和生長(zhǎng)狀況與蓄積量進(jìn)行相關(guān)性分析并計(jì)算Pearson 相關(guān)性系數(shù)。對(duì)調(diào)查的每木株高、冠幅及材積做分布直方圖，并對(duì)比其是否符合正態(tài)分布。

2?結(jié)果與分析

2.1?小班地形狀況及林木生長(zhǎng)狀況

研究對(duì)象屬于國(guó)有天然防護(hù)林，林木生長(zhǎng)狀況良好、幼苗生長(zhǎng)狀況一般、天然更新狀況良好，24個(gè)小班面積總計(jì)333.33 hm2。為了保證研究結(jié)果的可比較性，所有小班均設(shè)在山地陰坡中部。由表1可知，24個(gè)小班的地形地貌狀況均相近。其中1號(hào)小班海拔最低（2 324 m），10號(hào)和19號(hào)小班海拔最高（2 633 m），海拔差為309 m。坡向以西面為主，有14個(gè)小班，其次是東面小班，有6個(gè);坡度均在28%～30%。樹種組成以樺樹與落葉松株數(shù)比為7∶3為主。郁閉度均為0.6或0.7，平均胸徑為10 cm左右，平均樹高為9～12 m，灌草蓋度為70%左右。由于1號(hào)小班海拔低，有一定數(shù)量的老齡樹木，其公頃蓄積量顯著大于其他小班，為255.59 m3/hm2。其余小班的公頃蓄積量也有一定差異，但差異并不大。

2.2?環(huán)境因子及生長(zhǎng)狀況與木材蓄積量的相關(guān)性

由表2可知，小班面積與幼樹株數(shù)、總株數(shù)和總蓄積量呈極顯著正相關(guān);海拔與平均胸徑呈顯著正相關(guān)，與幼樹株數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與公頃蓄積量呈極顯著負(fù)相關(guān);坡度僅與郁閉度呈顯著相關(guān);坡向與幼樹株數(shù)和總蓄積量呈顯著相關(guān)，與公頃蓄積量呈極顯著正相關(guān);幼樹株數(shù)與公頃蓄積和總蓄積量均呈極顯著相關(guān);此外，總蓄積量與總株數(shù)和公頃蓄積量均呈極顯著正相關(guān)。其他各因子和指標(biāo)之間的相關(guān)性均不顯著。

2.3?研究區(qū)林木胸徑、樹高和材積的分布

對(duì)共7 693株林木成株的胸徑、樹高和材積做分布直方圖。由圖1A可知，胸徑比較完美地服從正態(tài)分布，其最小值為5.10 cm，最大值為18.20 cm，平均值為10.26 cm，主要分布區(qū)間為9～11 cm，占比為28.0%。由圖1B可知，樹高不服從正態(tài)分布，其最小值為5.40 m，最大值為15.00 m，平均值為10.64 m，主要分布區(qū)間為8～14 m，93.9%的成株林木樹高在這個(gè)范圍內(nèi)，但平均值周圍分布較少，10～12 m的范圍只占16.3%。由圖1C可知，材積也較服從偏左正態(tài)分布，其最小值為0.004 5 m3，最大值為0.160 7 m3，平均值為0.043 5 m3，主要分布區(qū)間為0～0.1 m3，占比為95.7%。

3?討論

3.1?林木生長(zhǎng)狀況及其與環(huán)境的關(guān)系

林木所處的地形環(huán)境會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)狀況造成直接影響[14]。一般來說，西北地區(qū)陽(yáng)坡植被稀疏、矮小，而陰坡植被密度大且生長(zhǎng)狀況較好[15]。簡(jiǎn)尊吉等[16]對(duì)回歸崖柏苗木海拔梯度響應(yīng)的研究表明，不同海拔下回歸崖柏苗木的表型生長(zhǎng)指標(biāo)顯著不同。李程等[17]對(duì)浙江省古樟樹的調(diào)查和分析研究也表明，海拔是其生長(zhǎng)狀況的主要環(huán)境影響因子，并且坡度和坡向也與生長(zhǎng)狀況指標(biāo)呈顯著相關(guān)。此外，孫洪剛等[18]對(duì)北亞熱帶檫木天然次生林的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，坡度、坡向及海拔變化對(duì)樹種組成有顯著影響。陳富友等[19]對(duì)怒江下游三江口林場(chǎng)森林蓄積量與海拔之間關(guān)系的研究表明，在高海拔區(qū)隨海拔上升林木蓄積量逐漸下降。該研究表明，海拔與平均胸徑呈顯著正相關(guān)，與幼樹株數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與公頃蓄積量呈極顯著負(fù)相關(guān);坡向與幼樹株數(shù)和總蓄積量呈顯著相關(guān)，與公頃蓄積量呈極顯著正相關(guān)，這與前人的研究結(jié)論一致。主要是因?yàn)楦吆０蔚貐^(qū)環(huán)境條件更惡劣，幼苗成活率降低，自然更新緩慢。該研究結(jié)果表明，坡度與郁閉度呈顯著相關(guān)，這與解伏菊等[20]在大興安嶺北坡火燒跡地的研究中坡度是影響該郁閉度恢復(fù)最為明顯的因子結(jié)論一致。此外，總蓄積與總株數(shù)和公頃蓄積量均呈極顯著正相關(guān)，幼樹株數(shù)與公頃蓄積量和總蓄積量均呈極顯著相關(guān)，這表明幼苗對(duì)森林蓄積量有較大的貢獻(xiàn)[21]。

3.2?林木胸徑、樹高和材積的分布規(guī)律

筆者共對(duì)7 693株林木成株的胸徑、樹高和材積的分布規(guī)律進(jìn)行了研究，胸徑平均值為10.26 cm，比較完美地符合正態(tài)分布，主要分布區(qū)間為9～11 cm，占比為28.0%。前人對(duì)胸徑的分布規(guī)律做了許多研究，例如郭彥林等[22]對(duì)吉林省蛟河市58年天然蒙古櫟林樣地的調(diào)查表明胸徑主要在9～11 cm和11～13 cm這2個(gè)區(qū)間內(nèi)，且總體服從左偏正態(tài)分布;李燕等[23]也得出胸徑整體服從左偏正態(tài)分布的結(jié)論;謝燕等[24]對(duì)毛烏素沙地樟子松的研究、周毅等[25]對(duì)長(zhǎng)潭保護(hù)區(qū)人工林結(jié)構(gòu)的研究，均認(rèn)為樹高分布不服從正態(tài)分布規(guī)律。該研究中樹高平均值為10.64 m，主要分布區(qū)間為8～14 m，93.9%的成株林木樹高在這個(gè)范圍內(nèi)，但平均值周圍分布較少，在10～12 m范圍內(nèi)的只占16.3%，與多數(shù)研究結(jié)果類似。該研究中材積也較服從正態(tài)分布，其最小值為0.004 5 m3，最大值為0.160 7 m3，平均值為0.043 5 m3，主要分布區(qū)間為0～0.1 m3，占比為95.7%。

4?結(jié)論

林木資源調(diào)查的目的是及時(shí)準(zhǔn)確地掌握林木數(shù)量、質(zhì)量以及生長(zhǎng)和消亡的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，及其與自然環(huán)境因子等的關(guān)系，為編制和修訂林業(yè)相關(guān)政策、制訂林業(yè)工作計(jì)劃和確定森林經(jīng)營(yíng)理念提供可靠的依據(jù)，從而保證林木資源在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)服務(wù)中取得充分的利用。該研究中林木資源調(diào)查均落實(shí)到小班，采用抽樣控制和小班調(diào)查相結(jié)合的方法，劃定了足夠多的樣本數(shù)量，得到了可靠的結(jié)論。岷縣馬沿林場(chǎng)林木生長(zhǎng)狀況良好，幼苗生長(zhǎng)狀況一般，天然更新狀況良好，樹種組成以樺樹與落葉松株數(shù)比為7∶3為主;林木蓄積量與海拔、坡向及幼樹株數(shù)有顯著的相關(guān)性;胸徑比較完美地符合正態(tài)分布，樹高不符合正態(tài)分布，材積也較符合偏左正態(tài)分布。

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