湖山林場赤楊葉人工林的徑級結構和空間分布格局研究

賴根偉，吳初平，邱偉清，沈愛華，袁位高，胡雙臺，焦?jié)崫?/p>

?

湖山林場赤楊葉人工林的徑級結構和空間分布格局研究

賴根偉1，吳初平2，邱偉清1，沈愛華2，袁位高2，胡雙臺1，焦?jié)崫?

（1. 湖山林場，浙江 遂昌 323300；2. 浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023）

2016年8月，采用固定樣地調查的方法，在遂昌湖山林場的赤楊葉人工林中建立1個50 m×50 m的監(jiān)測樣地，并進行了喬木層調查。結果表明：（1）共記錄到喬木樹種4種，分別為赤楊葉、杉木，黃檀和青岡。（2）從空間分布看，該樣地林分的混交程度較差，林木分化不明顯，林分呈現均勻分布。（3）通過分析環(huán)境因子對赤楊葉胸徑生長的影響，發(fā)現樣地內只有土層厚度對赤楊葉的生長有顯著影響（<0.01）。為了促進遂昌湖山林場赤楊葉人工林的生長，本文認為該林分需要及時進行密度調控，并注意加強土壤管理。

赤楊葉；徑級結構；空間分布格局；湖山林場

赤楊葉為我國南方的主要用材樹種之一，生長快，干形直，材質輕軟，切削容易，膠粘性質好，是膠合板和造紙的優(yōu)良原料，經常用于制作火柴桿、鉛筆桿、包裝箱等。天然的赤楊葉林一般是常綠闊葉林被砍伐后自然恢復起來的，作為亞熱帶落葉闊葉林常見的一種類型，主要見于東部中亞熱帶紅壤和黃壤山地海拔1 300 m以下山谷兩側山坡中、下部[1]。同時，在南方亞熱帶地區(qū)，杉木林地多代連栽導致嚴重的地力衰退[2]，赤楊葉是該地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，落葉豐富且枯枝落葉極易腐爛分解，對地力的改善具有顯著的促進作用，可以作為杉木林多代連栽后的替代樹種[3]。

林分空間結構是指在同一森林群落內，林木的分布位置規(guī)律及其屬性在空間上的排列方式。林分空間結構的特殊作用決定了其在很大程度上影響著林分生長特性，對林分的其它結構特征和功能的發(fā)揮均具有重要作用[4]。因此分析林分空間結構及其樹種組成，有助于制定科學合理的森林經營措施[5-6]。近年來對林分空間結構的研究倍受關注，林分空間結構理論在森林群落結構研究中應用非常廣泛[7-14]。

目前，國內外對赤楊葉的研究主要集中在赤楊葉天然林演替與群落特征[15-20]、天然林空間分布格局[21-23]、 人工混交林培育[24-26]等方面，但對赤楊葉人工林的徑級結構、空間分布格局及其與環(huán)境因子之間的關系的研究未見報道。本研究通過對浙江省遂昌縣湖山林場赤楊葉人工林的徑級結構和空間分布格局進行研究，可以更好地了解其林分結構特征，為赤楊葉人工造林及經營提供更多的科學依據。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

湖山林場位于浙江省遂昌縣西北部，錢塘江水系源頭，烏溪江水庫中、上游地區(qū)，與衢州市交界。118°54′23″ ~ 119°06′53″ E，28°24′27″ ~ 28°38′53″ N。林場所屬山林集中分布于狹長型烏溪江水庫兩岸，總面積4 176.8 hm2，其中內陸水域面積及非林地726.6 hm2。湖山林場屬山地丘陵區(qū)，坡度一般在25° ~ 35°，局部地段達45°以上。林場境內最高處為白塘灣林區(qū)的金坑源頭，海拔1 310 m，最低處為烏溪江水庫水位線，海拔230 m。湖山林場地處中亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，雨水充沛，年平均氣溫15.5 ~ 17.0℃，年平均降水量1 550 ~ 1 750 mm，多集中于4－6月。亞熱帶地帶性紅壤分布區(qū)，在垂直地帶海拔800 m以上，有少量的黃壤分布。

1.2 研究方法

研究地所在赤楊葉人工林位于湖山林場孟坑Ⅰ林區(qū)5號小班，面積6.06 hm2，1980年種植，密度3 000株·hm-2，種植后無經營史。造林前是杉木砍伐跡地，當地地帶性樹木主要為青岡，苦櫧等。2016年8月，在赤楊葉人工林進行全面踏查的基礎上，設置了1個50 m × 50 m的典型固定樣地，將樣地劃分為25個10 m × 10 m的小樣方，對每個樣方進行喬木層（胸徑≥5 cm）每木調查。對樣地內喬木層進行編號，記錄各樹種的種名、胸徑、樹高、冠幅、枝下高等測樹因子，以及每株樹的位置坐標（，）。利用GPS儀和羅盤儀記錄樣地的海拔、坡向、坡度、坡位，并目測林分郁閉度。測量每個小樣方土壤深度、凋落物厚度、凋落物蓋度和巖石裸露度等生境因子。取0 ~ 20 cm，>20 ~ 40 cm，>40 ~ 60 cm的混合土500 g，取樣重復3次，共計75個土樣，測定pH值以及全氮、全磷和有機質等含量。

1.3 統(tǒng)計分析方法

利用樣地調查的胸徑數據，在Excel中對樣地林分進行徑級結構分析。采用R 3.1.0軟件，對赤楊葉的胸徑和環(huán)境因子進行多元線性回歸分析，找出影響赤楊葉生長的主要因素。

林分的空間結構參照參4，27，采用混交度（）、大小比數（）和角尺度（）等參數。為0.00（零度混交），0.25（弱度混交），0.50（中度混交），0.75（強度混交），1.00（極強度混交）。為1.00（絕對劣勢），0.75（劣勢），0.50（中），0.25（亞優(yōu)勢），0.00（優(yōu)勢）。為0.00（絕對均勻），0.25（均勻），0.50（隨機），0.75（不均勻），1.00（集聚）。根據這3個參數，使用Winkelmass林分空間結構分析軟件進行計算分析。

2 結果與分析

2.1 物種組成

赤楊葉人工林喬木層的物種組成，見表1。由表1可知，共記錄到喬木層植物物種4種，林分密度為988株·hm-2，平均胸徑為15.2 cm，其中赤楊葉的密度為712株·hm-2，平均胸徑為16.2 cm，占較大的優(yōu)勢（重要值為64.4%），其次數量較多的是杉木，密度為240株·hm-2，平均胸徑為12.9 cm。其余為黃檀的24株·hm-2和青岡的12株·hm-2，重要值分別占1.6%和1.4%。

表1 赤楊葉人工林喬木層的物種組成

2.2 徑級結構

由圖1可知，赤楊葉喬木層的胸徑徑級呈現倒偏正態(tài)型分布，其中15 ~ 20 cm徑級個體數量最多。相反，其它樹種主要集中在胸徑15 cm以下。

圖1 赤楊葉種群的徑級分布

Figure 1 Diameter distribution ofpopulation

2.3 空間格局分析

圖2 赤楊葉種群的空間分布格局

Figure 2 Spatial distribution patterns ofpopulation

2.4 環(huán)境因子對赤楊葉胸徑生長的影響

環(huán)境因子對赤楊葉胸徑生長的影響見表2。由表2可知，環(huán)境因子中對赤楊葉的生長有極顯著影響（<0.01）的因子只有土層厚度。

表2 環(huán)境因子對赤楊葉胸徑生長的線性回歸分析

注：**表示為1%極顯著差異。

3 結論與討論

遂昌縣湖山林場赤楊葉人工林喬木層僅有4種樹種，分別為赤楊葉、杉木、黃檀和青岡，赤楊葉占主要優(yōu)勢，重要值為64.4%。林分的樹種結構簡單，除赤楊葉是人工種植外，杉木主要是原有杉木人工林采伐跡地的萌芽，黃檀和青岡很可能是當地的原有樹種恢復而來。以上結果說明在該人工林形成過程中，赤楊葉具有較顯著的相對優(yōu)勢度，成林后對光照條件的競爭具有絕對優(yōu)勢，形成主林層，偶見杉木進入主林層。

喬木層林分密度為988株·hm-2，其中赤楊葉的密度為712株·hm-2，平均胸徑為16.2 cm。李鐵華等指出，湖南省永順縣杉木河國有林場內約35年生的赤楊葉天然林，林分密度約900株·hm-2，平均胸徑約30.0 cm，土層厚度在60 ~ 80 cm之間[20]。與上述林分相比，遂昌湖山林場約36年生赤楊葉人工林林地喬木層的平均胸徑相對較小，所有赤楊葉個體均未超過25 cm。通過分析環(huán)境因子對赤楊葉胸徑生長的影響發(fā)現，只有土層厚度顯著影響赤楊葉胸徑生長。該林地土壤厚度平均僅為40 cm，與湖南省永順縣杉木河國有林場赤楊葉林分的土層厚度（60 ~ 80 cm）存在較大差距，也驗證了土層厚度對赤楊葉胸徑生長的影響。

綜述所述，為了促進遂昌湖山林場赤楊葉人工林的生長，需要及時進行密度調控，改善林分空間結構，并加強土壤管理。

[1] 易南斗. 梅花山自然保護區(qū)赤楊葉群落調查初報[J]. 閩西職業(yè)大學學報，2001（3）：72－73.

[2] 羅云建，張小全. 杉木連栽地力退化和杉闊混交林的土壤改良作用[J]. 生態(tài)學報，2007，27（2）：715－723.

[3] 高培軍，鄭郁善，王妍，等. 杉木赤楊葉混交林土壤肥力性狀研究[J]. 江西農業(yè)大學學報，2003，25（4）：599－605.

[4] 胡艷波，惠剛盈，戚繼忠，等. 吉林蛟河天然紅松闊葉林的空間結構分析[J]. 林業(yè)科學研究，2003，16（5）：523－530.

[5] 張會儒，湯孟平，舒清態(tài). 森林生態(tài)采伐的理論與實踐[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2006：47－61．

[6] 葉芳，彭世揆. 種群空間分布理論的發(fā)展歷史及其現狀[J]. 林業(yè)資源管理，1997（6）：55－58．

[7] 安慧君，惠剛盈，鄭小賢，等. 不同發(fā)育階段闊葉紅松林空間結構的初步研究[J]. 內蒙古大學學報：自然科學版，2005，36（6）：714－718．

[8] 賈秀紅，鄭小賢. 長白山過伐林區(qū)云冷杉針闊混交林空間結構分析[J]. 華中農業(yè)大學學報，2006，25（4）：436－440．

[9] 鄭麗鳳，周新年，江希鈿，等. 松闊混交林林分空間結構分析[J]. 熱帶亞熱帶植物學報，2006，14（4）：275－280．

[10] 黃麗霞，袁位高，江波，等. 不同經營方式下楊梅林分空間結構比較[J]. 浙江林學院學報，2009，26（2）：209－214．

[11] 李際平，張宏偉，李建軍，等. 不同潮帶紅樹林空間結構比較研究[J]. 中南林業(yè)科技大學學報，2010，30（1）：8－11.

[12] 陳輝榮，周新年，蔡瑞添，等. 天然林不同強度擇伐后林分空間結構變化動態(tài)[J]. 植物科學學報，2012，30（3）：230－237.

[13] 王群，張金池，田月亮，等. 浙江鳳陽山天然混交林林分空間結構分析[J]. 浙江農林大學學報，2012，29（6）：875－882.

[14] 李杰，黃慶豐，鄭小賢. 葉山林場常綠闊葉混交林林分空間結構研究[J]. 林業(yè)資源管理，2012，6：57－60.

[15] 王獻溥，李俊清. 廣西擬赤楊林分類和演替的研究[J]. 木本植物研究，2000，20（3）：332－350.

[16] 蔡冰玲，范海蘭，宋萍，等. 梅花山自然保護區(qū)擬赤楊種群年齡結構與動態(tài)分析[J]. 江西農業(yè)大學學報，2007，29（4）：582－586.

[17] 蔡冰玲，魏鑫，范海蘭，等. 梅花山擬赤楊次生林優(yōu)勢樹種種間競爭研究[J]. 西南林學院學報，2009，29（5）：16－18.

[18] 蔡冰玲. 梅花山擬赤楊群落主要樹種種群生態(tài)位研究[J]. 西南林學院學報，2010，30（5）：1－5.

[19] 蔡冰玲，范海蘭，洪偉，等. 梅花山擬赤楊群落樹種種群間聯(lián)結關系的研究[J]. 江西農業(yè)大學學報，2010，32（3）：517－522.

[20] 李鐵華，劉子斐，陳天，等. 擬赤楊林分的生長過程及天然更新研究[J]. 中南林業(yè)科技大學學報，2011，31（12）：7－11.

[21] 蔡冰玲，范海蘭，宋萍，等. 梅花山自然保護區(qū)擬赤楊的空間分布格局[J]. 亞熱帶農業(yè)研究，2007，3（1）：44－47.

[22] 蔡冰玲，范海蘭，宋萍，等. 福建梅花山國家級自然保護區(qū)擬赤楊種群分布格局的分形分析[J]. 應用與環(huán)境生物學報，2007，13（6）：759－762.

[23] 趙娜，鄭小賢. 福建三明擬赤楊混交林的空間結構[J]. 東北林業(yè)大學學報，2014，42（1）：23－26.

[24] 莊孟能，葉章善，馬樣慶. 杉木擬赤楊混交林林分結構和生產力[J]. 福建林學院學報，1994，14（4）：339－343.

[25] 馬祥慶，莊孟能，葉章善. 杉木擬赤楊混交林林分生產力及生態(tài)效應研究[J]. 植物生態(tài)學報，1998，22（2）：178－185.

[26] 封磊，洪偉，吳承禎，等. 杉木——擬赤楊人工混交林種內、種間競爭強度研究[J]. 熱帶亞熱帶植物學報，2004，12（1）：46－50.

[27] 惠剛盈，Klausv G，Matthias A. 一個新的林分空間結構參數——大小比數[J]. 林業(yè)科學研究，1999，35（1）：1－6.

[28] Jaroslaw W，Paluch G. The spatial pattern of a natural European beech (L.)-silver fir (Abies alba Mill.) forest: A patch-mosaic perspective[J]. For Ecol Manag，2007，253：161－170.

[29] 胡凌，商侃侃，張慶費. 密度調控對香樟人工林林木生長及空間部分的影響[J]. 西北林學院學報，2014，29（2）：20－25.

Diameter Class Structure and Spatial Distribution Pattern ofPlantation in Hushan Forest Farm

LAI Gen-wei1，WU Chu-ping2，QIU Wei-qing1，SHEN Ai-hua2，YUAN Wei-gao2，HU Shuang-tai1，JIAO Jie-jie2

（1. Suichang Hushan Forest Farm of Zhejiang, Suichang 323300, China; 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023, China）

In August 2016, one permanent sample plot of 50 × 50 m was established atplantation of Suichang Hushan Forest Farm, Zhejiang province. Complete enumeration was implemented at tree layer. The results showed that there were 4 tree species, such as,,,. The stand was uniform distribution with low mixed degree. Analysis of environment factors demonstrated that soil layer thickness had evident effect on DBH growth ofThe investigation concluded that density of the plantation should be decreased and soil management be strengthened.

; diameter class structure; spatial distribution pattern; Hushan Forest Farm

10.3969/j.issn.1001-3776.2019.01.003

S758.5

A

1001-3776（2019）01-0016-05

2018-10-12；

2018-12-21

浙江省省院合作重點項目（2016SY08）

賴根偉，工程師，從事森林培育工作；E-mail:877259882@qq.com。

吳初平，副研究員，博士，從事森林生態(tài)與經營工作；E-mail:wcp1117@hotmail.com。