六盤山香水河小流域主要樹種樹高胸徑調(diào)查

石麗

六盤山位于黃土高原的中西部，寧夏回族自治區(qū)西南部、甘肅省東部。全長約200 km以上，為西北-東南走向的狹長山地，是我國西北地區(qū)降水最豐富的地區(qū)之一，是黃河水系中的主要發(fā)源地 。六盤山地區(qū)保存著比較完整的山地森林生態(tài)系統(tǒng)，地區(qū)植被生長狀況良好，森林覆蓋率高達65.5 %，在涵養(yǎng)水源、水資源供給、調(diào)節(jié)氣候、保持生態(tài)平衡等方面起著至關(guān)重要的作用。

香水河小流域位于六盤山自然保護區(qū)南部東坡（東經(jīng)106?12?10.6"—106?16?30.5"，北緯35?27?22.5"—35?33?29.7"），全流域面積95.2 k㎡。地處暖溫帶落葉闊葉林區(qū)，小流域內(nèi)地形復(fù)雜，坡度較大。流域內(nèi)原始植被存留很少，主要是以天然次生林和人工林為主，分別占流域面積的24.4 %和58.0 %，部分天然灌叢及草甸僅占流域面積的17.0 %，其余為河道、道路、苗圃等用地。為調(diào)查該小流域的典型植被類型生態(tài)系統(tǒng)特征，選擇了主要植被類型設(shè)置觀測樣地，分別為：華山松、油松、白樺、遼東櫟，調(diào)查主要植被結(jié)構(gòu)特征。

一、研究方法

采用統(tǒng)一方法調(diào)查所有樣地的常規(guī)林分結(jié)構(gòu)指標。立地條件的調(diào)查包括海拔、坡度、坡向、土壤厚度等因子和林分樹種組成。使用GPS、手持羅盤、皮尺、胸徑尺、測高儀等常規(guī)觀測儀器調(diào)查株數(shù)、樹高、胸徑、冠幅、枝下高等指標，計算林分密度（株·hm-2）、平均樹高（m）和胸徑（cm） 。

二、結(jié)果與分析

基于植被分布情況，在分水嶺溝子流域設(shè)置華山松和白樺觀測樣地；在大南溝子流域設(shè)置遼東櫟和油松觀測樣地；在草溝子流域設(shè)置灌木觀測樣地。樣地基本信息見表1。

華山松次生林林分密度為675株·hm-2，喬冠層郁閉度約0.40，平均胸徑12.2cm，平均樹高6.9m，根系主要分布層為10～60cm，華山松為群落建群種，占喬木層樹種組成的50 %以上，伴生樹種主要有白樺、紅樺等。灌木層蓋度約為80%，密度為232叢·hm-2，高1～3 m，主要樹種為甘肅山楂、刺翅峨嵋薔薇、華西箭竹、小檗等；草本層蓋度25 %左右，高10～20cm，主要有苔草、蕨和艾蒿等。

油松林樣地林分密度為978株·hm-2，喬冠層郁閉度約0.69，平均胸徑15.1cm，平均樹高9.4m，根系主要分布層為10～60cm。該油松林為人工純林，喬木層結(jié)構(gòu)單一。灌木層發(fā)育不明顯，蓋度約為14%，高約1～1.5m，主要種為美薔薇、甘肅山楂、小檗等；草本層蓋度25%左右，高10～20cm，主要有東方草莓、苔草等。

白樺林分密度為725株·hm-2，喬冠層郁閉度約0.42，平均胸徑18.3cm，平均樹高9.4m，根系主要分布層為10～60cm，白樺樣地為異齡純林。林下灌木層蓋度約為80%，密高1.5～3.0m，主要種為刺翅峨嵋薔薇、美薔薇、紅花忍冬、小檗等；草本層蓋度25%左右，高10～20cm，主要有苔草、蕨和艾蒿等。

遼東櫟林分密度為675株·hm-2，喬冠層郁閉度約0.55，平均胸徑16.3cm，平均樹高9.1 m，根系主要分布層為10～60cm，遼東櫟樣地為異齡純林。林下灌木層蓋度約為60%，高1.0～3.0m，主要為甘肅山楂、水栒子、刺翅峨嵋薔薇、刺五加、小檗等；林下草本層蓋度25%左右，高10～20cm，主要有苔草、蕨和唐松草等。

1.華山松胸徑與樹高的關(guān)系。華山松林分樹高和胸徑呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），及隨著樹高的增加胸徑也增加，兩者呈線性關(guān)系，且相關(guān)性較好，決定系數(shù)R2=0.74。

華山松林的樹高（m）與胸徑（cm）之比（簡稱高徑比，m/cm）多集中在0.48～0.76之間，平均值為0.62。隨著胸徑的增加，高徑比呈下降趨勢，說明華山松樹高生長速度要略小于胸徑生長速度。郝佳（2012）的研究結(jié)果顯示，樹高高徑比大于0.7后，樹木會容易受到降雪和強風(fēng)的危害，應(yīng)把林分高徑比降到0.7左右?？梢姡A山松天然次生林穩(wěn)定性較好，具有一定的抗自然災(zāi)害的能力。

2.油松胸徑與樹高的關(guān)系。油松林樹高和胸徑呈正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），可通過簡單線性關(guān)系描述，但相關(guān)性較低，決定系數(shù)R2=0.24。這主要是受林地內(nèi)偏冠木和傾斜木較多的影響。

由圖3-7可知，隨著油松胸徑增加，高徑比逐漸減小。油松高徑比（m/cm）多集中在0.37～0.87之間，林分平均為0.66。胸徑徑級14～18 cm的樹木高徑比集中在0.52-0.75之間，較為集中?？梢哉J為，胸徑越大的樹木穩(wěn)定性越好，抗自然災(zāi)害能力越強。

3.白樺胸徑與樹高的關(guān)系。白樺的樹高和胸徑呈顯著正相關(guān)（P<0.05），可通過簡單線性關(guān)系較好描述兩者的關(guān)系，決定系數(shù)R2=0.61。

白樺的高徑比（m/cm）隨胸徑增加呈線性下降。變化范圍主要分布在0.45～0.70，林分平均為0.54。高徑比為0.40～0.49之間的樹木占林分的24.1 %，0.5～0.59之間的占31.0 %，0.60～0.69之間的占20.1 %，大于0.7的只占10.3 %?？梢?，該林分的白樺具有一定的抗冰雪災(zāi)害能力。

4.遼東櫟樹高與胸徑的關(guān)系。遼東櫟樹高和胸徑呈顯著正相關(guān)（P<0.05），可用簡單線性關(guān)系較好地描述兩者的關(guān)系，且相關(guān)性較好，決定系數(shù)R2=0.72。

遼東櫟高徑比（m/cm）隨著胸徑增加呈減小趨勢。變化范圍主要分布在0.50～0.70，林分平均為0.57。高徑比小于0.5的樹木株數(shù)占林分的22.2 %，0.5～0.7之間的占66.7 %，大于0.7的只占11.1 % 。

三、討論與小結(jié)

在固定氣象條件下，林分的胸徑、樹高、葉面積指數(shù)更多受樹木生理特性和生長階段、立地特征（土壤厚度、坡度、坡向等）等的影響。同時，植被結(jié)構(gòu)特征也直接影響土壤水文物理特性（容重、孔隙度、田間持水量等），造成較大差異 。

華山松林分的樹高較低，平均為6.9 m，低于6 m的樹木株數(shù)占林分的比例高達66.7 %，而高于10 m的樹木僅占14.8%。油松林平均樹高為9.0 m，樹高為10～11 m樹木株數(shù)比例最大，占總林分的47.8 %，而12～13 m的樹木僅占總林分的8.9%。白樺林平均樹高為9.4m，多集中在6～10 m，其株數(shù)占總林分的65.5 %；，其他各徑級所占比例為3.4～10.3 %。遼東櫟林平均樹高為9.1 m，低于5 m的樹木株數(shù)占林分總株數(shù)的22.2 %，6～10 m的樹高分布最多，占總林分的51.9 %，樹高大于13m的占18.5 %。

華山松、油松、白樺、遼東櫟的胸徑隨著樹高增加而增加，兩者之間均呈較好的線性相關(guān)（決定系數(shù)R2分別為0.74、0.24、0.61、0.72）。油松林樹高和胸徑之間相關(guān)性較低，這可能與林內(nèi)有較多傾斜木有關(guān)。各樹種高徑比（m/cm）分別為0.62、0.66、0.54、0.57，其中油松林高徑比相對較高，這可能與油松林為人工林純林、密度相對較高有關(guān)。

森林群落的組成結(jié)構(gòu)特征及其形成、分布和動態(tài)變化是研究森林生態(tài)系統(tǒng)的基本要素，這受自然地理、氣候、土壤特性、降水等環(huán)境因子的影響，也與物種組成、經(jīng)營歷史、人為干擾等密切相關(guān)。系統(tǒng)認識森林結(jié)構(gòu)特征并分析其與環(huán)境因素的關(guān)系，可促進區(qū)域森林植被建設(shè)和完善自然資源綜合管理。

參考文獻：

[1]劉建立，王彥輝，于澎濤等.六盤山疊疊溝小流域典型坡面土壤水分的植被承載力. 植物生態(tài)學(xué)報， 2009， 33（6）：1101-1111.

[2]杜阿朋，于澎濤，王彥輝等.六盤山北側(cè)疊疊溝小流域土壤物理性質(zhì)空間變異的研究.林業(yè)科學(xué)研究，2006，19（5）：547-554.

[3]王軼浩，王彥輝，謝雙喜等.六盤山小流域地形、植被特征與土壤水文物理性質(zhì)的關(guān)系. 生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（1）：145-151.

[4]衛(wèi)正新，李樹懷.不同林地林冠截留降雨特征的研究.中國水土保持，1997，（5）：19-21.

[5]魏強，張秋良，代海燕等.大青山不同植被下的地表徑流和土壤侵蝕.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，30（5）： 111-117.

[6]曹恭祥，熊偉，王彥輝等.寧夏六盤山華山松樹干液流的動態(tài)研究.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，31（2）：42-47.

[7]曹恭祥，王緒芳，熊偉等.寧夏六盤山人工林和天然林生長季的蒸散特征. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2013，24（8）： 2089-2096.

[8]覃世杰，廖承銳，陳孟等.不同經(jīng)營密度對柳杉純林土壤理化性質(zhì)的影響.廣州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，4：40-46.

[9]孫嘉，王海燕，丁國棟等.不同密度華北落葉松人工林土壤物理性質(zhì)研究.林業(yè)資源管理，2011，1：62-66.