桉樹人工林林隙特征研究

龐圣江，張培，賈宏炎,2，楊保國，劉士玲，朱茂峰

桉樹人工林林隙特征研究

龐圣江1，張培1，賈宏炎1,2＊，楊保國1，劉士玲1，朱茂峰1

(1.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心，廣西憑祥 532600；2.廣西友誼關森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，廣西憑祥 532600)

對桉樹人工林林隙的一般特征和干擾狀況進行初步研究。結果表明，桉樹人工林形成林隙的最主要方式是干中和干基折斷，其次拔根倒、枯立木和人工砍伐也是重要形成方式；但大多數(shù)林隙的形成均由樹木多種死亡方式混合而成，單一原因死亡方式相對較少。冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2的數(shù)量居多，擴展林隙≤50 m2為最多。桉樹人工林林隙的形成時間相對較短，以2 ~ 4 a居多，但不同年齡結構的林隙數(shù)量差異不大；林隙的形成木腐爛等級為B級的分布為主。

桉樹；人工林；林隙；林隙特征

林隙指森林群落中無優(yōu)勢木樹冠遮蔭部分，為森林更新演替的重要場所[1]。林隙干擾的形成，直接影響林分光照、土壤養(yǎng)分和水熱條件等森林植被生長環(huán)境，從而導致森林植物群落的結構、物種組成及生態(tài)功能的變化[2]；在林隙干擾的不斷作用下，林隙更新的植物種類、數(shù)量及分布也處于動態(tài)變化[3]。因此，林隙是森林更新與演替過程中的重要驅動因子。林隙特征是研究林隙的作用、影響和動態(tài)發(fā)展的基本內容，包括形狀、大小、形成木以及邊緣木等[4]。然而，國內外有關林隙基本特征研究多以天然林為主，人工林的林隙特征方面鮮見報道[5-7]。盡管人工林的林隙為小尺度干擾，但對林分內光照、土壤養(yǎng)分、植物以及微生物多樣性的影響甚大，已成為人工林動態(tài)發(fā)展和人工促進更新的研究熱點[8-9]。

桉樹()因其速生性、適應廣以及生產力高而被世界各地區(qū)廣泛引種與大面積栽培[10]。桉樹種植業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，極大地提高了我國木材的供給能力，但也出現(xiàn)一些因化感作用影響生物多樣性的負面報道[11-12]，通過林隙混交方式可解決桉樹人工純林存在的諸多問題[13]。然而，多年來桉樹人工林隙的研究尚未為林業(yè)工作者所關注，因此，本文對桉樹人工林形成的特定林隙現(xiàn)狀進行初步調查研究，旨在為桉樹人工林林隙人工更新、優(yōu)化樹種結構和長期林地的經營管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地基本概況

研究地設在廣西憑祥市熱林中心(21°57 ~ 22°19′N，106°40′ ~ 106°59′E)，該林區(qū)具有充足光熱條件，雨季相對集中，年均溫21℃，年均降雨量約1 400 mm，≥10℃年積溫6 000 ~ 7 500℃；全年日照時數(shù)1 200 ~ 1 600 h，有霜期3 ~ 5 d；土壤為酸性赤紅壤，pH在3.8 ~ 6.0，氣候與土壤均適宜桉樹生長。

1.2 研究方法

2018年4月以來，選取桉樹人工林群落內具有代表性、立地條件和林分類型相似的林地作為調查區(qū)域。在桉樹人工林中分別設置3條由山頂至坡底、寬度為30 m的樣帶。調查內容包括林木的胸徑和樹高等測樹因子，林隙的大小、形狀及其數(shù)量和倒木的腐爛情況等。通過調查人工砍伐、枯立木、拔根倒、干基以及干中折斷等方法來判定以何種方式形成林隙。此外，倒木一般分為4種類型：(1) 倒木殘體尚保存完整；(2) 倒木殘體保存不完整，且部分樹皮和枝條掉落；(3) 倒木殘體邊緣腐爛，已全無樹皮；(4) 倒木殘體全部腐爛[14]。

2 結果與分析

調查結果顯示，林隙主要以人工砍伐、枯立木、拔根倒、干基以及干中折斷等形式出現(xiàn)，但其所占比例各有差異。其中，干中折斷所占比例最高(38.61%)，干基折斷次之(24.50%)，拔根倒(18.24%)與枯立木(15.75%)所占比例相對較低，但二者的作用和地位不可忽視，人工砍伐所占比例為最低(2.90%)。

2.1 林隙結構

林隙通常分為有冠林隙與擴展林隙，二者分別采用10、25 m2為級別的上限排外法，統(tǒng)計分析各級別的林隙數(shù)量和面積及其所占比率[7]。從表1可知，冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2居多，分別占所有調查總數(shù)36.84%和31.58%；30 ~ 40 m2的冠林隙最少(1個)，僅占5.26%。從林隙面積比率來看，30 ~ 40 m2所占比率最大，約占總面積26.81% ；20 ~ 30 m2次之，約占24.76%。

擴展林隙中，≤50 m2的個數(shù)所占比例41.67%，75 ~ 100 m2和50 ~ 75 m2占比例相次之，二者分別約占調查總數(shù)25.00%和16.67%；100 ~ 125 m2和125 ~ 150 m2占比最少，二者均為8.33%。75 ~ 100 m2在擴展林隙總面積中所占比率最大，約占30.07%；≤50 m2次之，占26.38%；125 ~ 150 m2的個數(shù)較少，所占面積比率也最小(13.59%)。

表1 桉樹人工林林隙的大小結構

2.2 林隙的年齡結構

根據(jù)形成時間可將林隙分為早、中和近期3種，由于桉樹人工林林隙年齡較小，大多數(shù)為近期林隙。本研究以2 a作為年齡區(qū)分段，不同年齡階段的林隙數(shù)量，詳見表2。調查過程中，林隙年齡以最早的單株形成木倒或枯死后時間為準。調查發(fā)現(xiàn)，不同年齡結構中2 ~ 4 a最多，≤2 a和4 ~ 6 a次之，6 ~ 8 a最少，但不同年齡段間無顯著差異。

表2 桉樹人工林林隙年齡大小分布

2.3 倒木的腐爛類型

分析發(fā)現(xiàn)，林隙內倒木的腐爛主要為Ⅱ類型，Ⅲ類型次之，Ⅰ和Ⅳ類型相對較少，詳見表3?？傮w上來看，林隙內倒木的腐爛類型分布有所差異，但其能夠客觀地反映出林隙的存在時間。

表3 桉樹人工林林隙的形成木腐爛等級統(tǒng)計

3 結論與討論

林隙干擾的出現(xiàn)是諸多因素如林隙大小、形狀和空間結構等方面共同作用的結果[16]。本研究表明，林隙干擾出現(xiàn)的主要因素為桉樹干中和干基的折斷，桉樹的拔根倒、整株枯立木以及人工砍伐也占據(jù)著比較重要的地位。然而，調查發(fā)現(xiàn)桉樹倒木一般以多種死亡形式出現(xiàn)，如致病菌致死而折斷等；單一原因死亡方式相對較少，與我國熱帶季雨林[17]、常綠闊葉林[18]和喀斯特森林群落[19]因倒木而出現(xiàn)的林隙干擾存在一定的相似性。這與上述研究區(qū)域的環(huán)境相適應密切相關，由于該林區(qū)地處北熱帶邊緣，臺風頻繁，總體風速大，狂風驟雨有可能對桉樹造成較大的傷害。可見，桉樹人工林林隙的形成方式受氣候條件，尤其是風因子的影響較大，致使桉樹干中、干基折斷和拔根倒。

調查發(fā)現(xiàn)，桉樹人工林具有小林隙多、大林隙少的特點；其中，冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2的數(shù)量居多，而擴展林隙中以≤50 m2為最多。究其原因，一方面是在桉樹人工林培育過程中，為提高林地空間的利用效率，利用桉樹側枝短小的特點，將其與鄉(xiāng)土珍貴樹種混交造林，為發(fā)揮桉樹人工林生態(tài)功能所造成；另一方面人為撫育、施肥等經營措施具有明顯目的性，對主林層林木的破壞性小。

本研究中桉樹人工林林隙的形成時間相對較短，以2 ~ 4 a居多，但不同年齡結構的林隙數(shù)量差異不大。桉樹人工林于較小的年齡階段出現(xiàn)林隙，可能與桉樹林分均為造林10 a左右進行采伐，林分冠幅和單株樹冠所占空間較小，致使林隙邊緣木側枝生長不能迅速填充空隙而形成較多小林隙。另外，大林隙的出現(xiàn)多數(shù)為數(shù)量較多倒木所致，而大風災害天氣頻發(fā)是出現(xiàn)的主因，因此，風災干擾在林隙特征及更新中所發(fā)揮的作用有待進一步研究探討。

林隙內倒木的腐爛主要為Ⅱ類型，表明桉樹人工林林隙的形成年齡較小，主要是由當年自然臺風干擾造成的。有學者研究認為，在對森林群落進行干預措施時，應以自然形成的林隙為基礎，采取合理的林隙補植人工促進更新，從而建立健康、穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)揮其生態(tài)經濟效益的森林生態(tài)系統(tǒng)[14]。

綜上所述，林隙特征對林分微生物和植物的更新能力有較大的影響[20-21]，而人工林的林隙特征與天然林的區(qū)別主要在于干擾方式和強度方面。從人工林的可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，通過研究桉樹人工林的林隙特征，為今后該地區(qū)人工促進更新對林隙響應提供數(shù)據(jù)支撐，對桉樹人工林更新能力、林分結構調整及其可持續(xù)經營具有重要意義和參考價值。

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Gap Characteristics inPlantation Forests

PANG Shengjiang1, ZHANG Pei1, JIA Hongyan1, 2, YANG Baoguo1, LIU Shiling1, ZHU Maofeng1

()

A survey was conducted to study the gap characteristics and disturbance regimes inplantations in Pingxiang City of Guangxi Province. Results showed that the most important manner of gap formation is tree breakage at the base of their trunks or at their middle sections, and the second most important manner is root-pulling induced lodging. Other important means included standing dead tree and artificial felling. Most gaps are formed by a combination of these factors, and there were relatively few instances found of gaps arising from a single-cause. Canopy gaps of ≤ 10 m2and 10 ~ 20 m2in area were the most frequently occurring gaps, with the largest gaps by area mostly being ≤ 50 m2. In age structure, most gaps were formed 2 to 4 years ago, and the differences in number of canopy gaps were not significant. The decaying level of gap-makers mostly belonged to B class. The results reported would provide some scientific references for the sustainable management and optimum management inplantation.

; plantation; gap; gap characteristics

S718.5

A

10.13987/j.cnki.askj.2019.04.005

桉樹用材林質量精準提升關鍵技術研究與集成示范(桂科AA17204087-6)

龐圣江(1986— )，男，工程師，從事森林培育與生態(tài)研究，E-mail:rlzxpang@126.com

賈宏炎(1968— )，男，高級工程師，從事森林培育與生態(tài)研究，E-mail: rlzxjhy@163.com