基于分層的典型猴歡喜天然林特征分析

李志明

(福建省順昌縣林業(yè)局,福建 順昌 353200)

猴歡喜(Sloaneasinensis)為杜英科猴歡喜屬的常綠喬木,是中亞熱帶天然闊葉林的常見樹種,也是優(yōu)良的用材樹種、園林綠化樹種和生物質(zhì)能源樹種[1-7],由于猴歡喜屬中小型喬木,不易形成建群種,有關(guān)猴歡喜天然林的研究很少[8-10],目前尚未見典型猴歡喜天然林的相關(guān)研究。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處福建萬木林省級自然保護區(qū),位于福建省建甌市房道鎮(zhèn)境內(nèi),地理位置為北緯27°03′,東經(jīng)118°09′,保護區(qū)面積189 hm2,屬武夷山南坡低山丘陵,海拔230～556 m；中生代燕山運動侵入的花崗巖為主要成土母巖,紅壤。典型猴歡喜天然林面積約1 hm2,立地為Ⅱ類地,西北坡中部,海拔375～450 m,長期封禁保護的核心區(qū)內(nèi)。該區(qū)屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,熱量豐富、降水充沛、季風(fēng)顯著、四季分明；年平均氣溫18.7 ℃,1月份平均氣溫8.0 ℃,極端最低氣溫-7.3 ℃,7月份平均氣溫28.5 ℃,極端最高氣溫41.4 ℃ ；日均氣溫 ≥10℃ 的活動積溫累計平均5 966 ℃ ；年平均降水量1 664 mm,5—6月最多,雨日年平均137 d；年平均日照1 813 h,7月最多,2月最少；全年無霜期277 d；年平均相對濕度80%；年平均蒸發(fā)量為1 327.3～1 605.4 mm。保護區(qū)內(nèi)有維管束植物1 145種，61亞種及變種,分屬161科581屬。

2 研究方法

2.1 群落學(xué)調(diào)查和測樹學(xué)調(diào)查

采用樣地法進行群落學(xué)特征調(diào)查與分析[11],選擇代表性地段設(shè)置1個50 m×50 m樣地,再將樣地劃分為25個10 m×10 m樣方進行調(diào)查,調(diào)查胸徑≥5.0 cm的所有喬木層林木,并進行重要值(相對多度、相對優(yōu)勢度和相對頻度之和除以3)計算。結(jié)合群落學(xué)特征調(diào)查,進行測樹學(xué)特征調(diào)查與分析[12]。對所有喬木層林木進行定位并準確調(diào)查記錄每株林木的樹種名稱、胸徑、樹高、枝下高、冠幅和冠形等因子。

2.2 林層劃分

在進行樣地調(diào)查的同時,采用最大受光面(Maximum Light Receiving Plane,MLRP)法[13-14]進行林層劃分,確定并記錄喬木層所有林木所屬喬木亞層,在此基礎(chǔ)上進行喬木層和各喬木亞層的林分特征分析。

2.3 物種多樣性測度

采用物種豐富度、物種多樣性指數(shù)、物種均勻度及生態(tài)優(yōu)勢度指標綜合測度物種多樣性,物種豐富度(R)采用物種的數(shù)目,即群落種的豐富度(S)；Shannon-Wiener指數(shù)(SW)表示物種多樣性；物種均勻度(E)采用Shannon-Wiener均勻度；生態(tài)優(yōu)勢度(ED)用Simpson生態(tài)優(yōu)勢度[11]。各計算公式為:

(1)

E=SW/log2S

(2)

(3)

式中:SW表示Shannon-Wiener多樣性指數(shù)；S表示物種數(shù)量；ni表示某一物種的個體數(shù)；N表示全部物種的個數(shù)；Pi表示第i個物種個體數(shù)量的百分數(shù)；E為基于Shannon-Wiener多樣指數(shù)的均勻度；ED為Simpson生態(tài)優(yōu)勢度。

3 結(jié)果與分析

3.1 林層結(jié)構(gòu)

典型猴歡喜天然林郁閉度達到0.95以上,林層分異明顯。應(yīng)用最大受光面法可將喬木層明顯劃分為第Ⅰ亞層、第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層,最大受光面高度為16.5 m。第Ⅰ亞層林木樹高≥27.0 m,第Ⅱ亞層林木樹高在16.5～26.9 m之間,第Ⅲ亞層林木樹高<16.5 m。第Ⅰ亞層與第Ⅱ亞層構(gòu)成受光層,第Ⅲ亞層為非受光層。

3.2 樹種組成

典型猴歡喜天然林各林層樹種重要值如表1所示。喬木層共有猴歡喜、木荷、拉氏栲、浙江桂、桂北木姜子等50種樹種,樹種組成豐富。喬木層中,猴歡喜占較大優(yōu)勢,重要值為16.07%(其中相對多度為24.37%),有木荷、浙江桂、觀光木、樂東擬單性木蘭、藍果樹、福建含笑、刺葉野櫻、深山含笑、少葉黃杞等高價值或珍貴樹種。第Ⅰ亞層組成樹種有木荷、拉氏栲、藍果樹、浙江桂、觀光木、樂東擬單性木蘭、福建含笑、刺葉野櫻等樹種,木荷與拉氏栲占優(yōu)勢,重要值高達29.30%與20.34%；第Ⅱ亞層組成樹種有猴歡喜、浙江桂、桂北木姜子、米櫧、木荷等樹種,猴歡喜占絕對優(yōu)勢,重要值高達31.48%；第Ⅲ亞層組成樹種有猴歡喜、福建山礬、桂北木姜子、光葉山礬、米櫧等樹種,還是猴歡喜占絕對優(yōu)勢,重要值高達23.57%。猴歡喜為中小型喬木,沒有出現(xiàn)在第Ⅰ亞層,但在第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層中都占絕對優(yōu)勢。

表1 典型猴歡喜天然林各林層樹種重要值

(續(xù)表)

3.3 物種多樣性

典型猴歡喜天然林各林層物種多樣性如表2所示。喬木層各林層都具有豐富的物種多樣性,林層越低物種多樣性越高。喬木層物種豐富度S、多樣性指數(shù)SW、均勻度E和生態(tài)優(yōu)勢度ED分別為50,4.56,0.81,0.09。

表2 典型猴歡喜天然林各林層物種多樣性

3.4 主要林分調(diào)查因子

典型猴歡喜天然林各林層主要林分調(diào)查因子如表3所示,全林平均胸徑26.1 cm,平均樹高28.06 m,株數(shù)密度912株/hm2,單位面積蓄積量590.58 m3/hm2。林分單位面積蓄積量高。第Ⅰ亞層、第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層的單位面積蓄積量占比分別為75.8%,18.1%和6.1%,株數(shù)密度占比分別為10.1%,20.6%和69.3%。

3.5 林分胸徑與樹高特征

全林分及各亞層胸徑和樹高的平均值、標準差和變異系數(shù)如表4所示。分層后胸徑和樹高的變異系數(shù)顯著降低。第Ⅰ亞層與第Ⅱ亞層的樹高變異系數(shù)較小,說明其樹高分異較小、樹高高度相對一致,體現(xiàn)了受光層樹木對光的競爭結(jié)果。

表3 典型猴歡喜天然林各林層主要調(diào)查因子

表4 典型猴歡喜天然林各林層胸徑和樹高特征

4 結(jié)論與討論

典型猴歡喜天然林林層分異明顯,喬木層可明顯劃分為3個亞層,最大受光面高度為16.5 m,第Ⅰ亞層林木樹高下限為27.0 m。喬木層共有50種樹種,猴歡喜重要值為16.07%,有木荷、浙江桂、觀光木、樂東擬單性木蘭、藍果樹、福建含笑、刺葉野櫻、深山含笑、少葉黃杞等高價值或珍貴樹種。第Ⅰ亞層、第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層組成樹種分別為11種、15種和38種,其中猴歡喜的重要值分別為0%,31.48%和23.57%。喬木層物種豐富度S、多樣性指數(shù)SW、均勻度E和生態(tài)優(yōu)勢度ED分別為50,4.56,0.81,0.09,其中第Ⅰ亞層分別為11,3.03,0.88,0.16,第Ⅱ亞層分別為15,3.23,0.83,0.17,第Ⅲ亞層分別為38，4.30，0.82，0.09。全林平均胸徑26.1 cm,平均樹高28.06 m,株數(shù)密度912株/hm2,單位面積蓄積量590.58 m3/hm2。林分單位面積蓄積量高。第Ⅰ亞層、第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層的平均胸徑分別為66.6,27.5,11.0 cm,平均樹高分別為33.68,20.64,12.00 m,株數(shù)密度分別為92,188,632株/hm2,單位面積蓄積量分別為447.36,107.10,36.12 m3/hm2。第Ⅰ亞層、第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層的單位面積蓄積量占比分別為75.8%,18.1%和6.1%,株數(shù)密度占比分別為10.1%,20.6%和69.3%。分層后胸徑和樹高的變異系數(shù)顯著降低；第Ⅰ亞層與第Ⅱ亞層的樹高變異系數(shù)較小,說明其樹高分異較小、樹高高度相對一致,體現(xiàn)了受光層樹木對光的競爭結(jié)果。

在典型猴歡喜天然林中,猴歡喜樹高最高為20.60 m(對應(yīng)胸徑為25.9 cm)、胸徑最大為30.9 cm(對應(yīng)樹高為19.00 m),為中小型喬木。雖然猴歡喜并沒有出現(xiàn)在第Ⅰ亞層,最高的樹高也不高(未達第Ⅱ亞層平均高),但由于有眾多的林木個體,即有很高的株數(shù)密度,猴歡喜在第Ⅱ亞層和第Ⅲ亞層中都占絕對優(yōu)勢,因此,猴歡喜種群應(yīng)該還會在很長時間內(nèi)在群落中保持其優(yōu)勢地位。