遼東地區(qū)長白落葉松林分密度對(duì)林分結(jié)構(gòu)影響的研究

管 健

（遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，遼寧沈陽 110101）

長白落葉松（Larix olgensis Henry）屬高大喬木，是耐寒、喜光、耐干旱瘠薄的淺根性樹種，樹干端直，節(jié)少，心材與邊材區(qū)別顯著，材質(zhì)堅(jiān)韌，結(jié)構(gòu)略粗，紋理直，適宜作建筑、電桿、橋梁、枕木、礦柱、家具及木纖維工業(yè)原料等材。長白落葉松是遼寧省東部山區(qū)主要的造林樹種，是典型代表性的鄉(xiāng)土樹種。長白落葉松林分在日常生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面提供了大量的基礎(chǔ)保障。長期以來，遼東地區(qū)營造了大量的長白落葉松人工林，這些林分為國家的基礎(chǔ)建設(shè)和生態(tài)安全起到了巨大的作用。林分密度是指單位面積上的林木株數(shù)，常被人們用作調(diào)控森林結(jié)構(gòu)的直接手段，在森林生態(tài)群落中決定著多項(xiàng)生態(tài)因子的分配，能直接影響到該林分的生態(tài)價(jià)值。林分密度對(duì)林分的生長發(fā)育、物種多樣性、生態(tài)穩(wěn)定性和林地生產(chǎn)力都具有重要的作用?？茖W(xué)合理的林分密度有利于提高森林的多種效益，是提高林分質(zhì)量的重要研究指標(biāo)。本研究以遼東地區(qū)的長白落葉松林分為研究對(duì)象，分析不同林分密度對(duì)林分群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性的影響，以期為森林經(jīng)營提供參考，充分發(fā)揮森林的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 研究區(qū)域概況和研究方法

遼寧東部山區(qū)地處長白山脈龍崗支脈北麓，屬于低山丘陵地帶，地勢(shì)東南偏高，山巒起伏較大；屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，平均氣溫為22.9℃，年均降水量在800mm 左右；土壤腐殖質(zhì)含量較高，pH 值在5.5～6.5 之間，顯微酸性，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，土質(zhì)疏松，適合多種植物生長。

本研究以早期造林的長白落葉松林分為研究對(duì)象，在林分內(nèi)選擇立地條件一致的5 個(gè)林分，通過不同強(qiáng)度的撫育間伐，將林分密度分別控制在1000 株/hm2、1175 株/hm2、1350 株/hm2和1500 株/hm2。在這5個(gè)林分中按照林況相似、林相整齊、代表性強(qiáng)的原則分別設(shè)置20m×20m 的調(diào)查樣地，采用相鄰網(wǎng)格法將每個(gè)樣地分成4 個(gè)10m×10m 的喬木調(diào)查樣方，再沿對(duì)角線設(shè)置6 個(gè)5m×5m 的灌木調(diào)查樣方和12 個(gè)1m×1m 的草本調(diào)查樣方。設(shè)置情況見表1。

表1 長白落葉松調(diào)查樣地林分因子一覽表

2 結(jié)果與分析

2.1 長白落葉松不同林分密度對(duì)林下草本群落組成影響的分析

在長白落葉松林分內(nèi)灌木較少，在1 號(hào)樣地中有黃波羅、榆葉梅、繡線菊和南蛇藤；2 號(hào)樣地里有山里紅、花曲柳、珍珠梅；3 號(hào)樣地里有衛(wèi)矛和色木；而4 號(hào)樣地內(nèi)只有接骨木和色木。

如表2 所示，長白落葉松林分密度較大的4 號(hào)樣地冠下草本的建群種是球果堇菜和穿龍薯蕷，而3 號(hào)樣地冠下是香茶菜和柳葉芹，2 號(hào)樣地冠下是黃精和山野豌豆，1 號(hào)樣地冠下是香茶菜和蝙蝠葛。

由于林分密度不同，光照時(shí)間和光照強(qiáng)度都不同，導(dǎo)致林分內(nèi)的森林環(huán)境有顯著差異。林分密度越小，林內(nèi)光照強(qiáng)度也隨之加強(qiáng)，促進(jìn)了喜光植物的生長。球果堇菜的重要值在4 號(hào)樣地；香茶菜的重要值在4號(hào)樣地、3 號(hào)樣地、2 號(hào)樣地、1 號(hào)樣地內(nèi)分別位于第3、2、5、2 位；蕨、東北鐵線蓮、鈴蘭、金絲桃、堇菜只出現(xiàn)在1 號(hào)樣地內(nèi)；天門冬、山茄子、牛蒡、蒿子、盾葉唐松草只出現(xiàn)在2 號(hào)樣地；寬葉苔草、細(xì)穗苔草、黃花堇菜只出現(xiàn)在1 號(hào)樣地。由此可見，林分密度決定光照因子，進(jìn)而影響物種的分布結(jié)構(gòu)。生長在4 號(hào)樣地的物種對(duì)光照條件要求較低，故隨光照條件提高，重要值下降；在1 號(hào)樣地出現(xiàn)的植物物種，在2 號(hào)和3號(hào)樣地幾乎沒有出現(xiàn)。

表2 不同林分密度的長白落葉松林下草本層物種相對(duì)重要值分布

2.2 長白落葉松不同林分密度對(duì)林下科、屬、種組成影響的分析

如表3 所示，不同林分密度中，單子葉植物比雙子葉植物偏低，裸子植物在3 塊研究樣地和1 個(gè)對(duì)照樣地中都沒有出現(xiàn)，而蕨類植物在除對(duì)照樣地以外的3 塊研究樣地中出現(xiàn)。單子葉植物科目數(shù)占總數(shù)目的比重從小到大依次是3 號(hào)樣地、2 號(hào)樣地、1 號(hào)樣地、對(duì)照樣地。長白落葉松對(duì)照樣地里的單子葉植物科數(shù)最少，其他3 塊研究樣地的單子葉植物科的數(shù)量成正比。雙子葉植物屬的數(shù)量比重從小到大依次是1 號(hào)樣地、對(duì)照樣地、3 號(hào)樣地、2 號(hào)樣地。

表3 不同林分密度長白落葉松林下植物科、屬、種的組成分布

3 討論

3.1 林分密度對(duì)長白落葉松群落結(jié)構(gòu)的影響

通過樣地?cái)?shù)據(jù)的研究分析，不同林分密度下喬木的胸徑和樹高對(duì)長白落葉松林分的群落結(jié)構(gòu)影響較小。在3 個(gè)研究樣地和對(duì)照樣地的不同林分密度條件下，喬木層中高徑級(jí)和中徑級(jí)個(gè)體數(shù)量較多，大個(gè)體和小個(gè)體都不多。林分密度偏小時(shí)，光照充足、光線條件較好，林內(nèi)喜光植物占優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致陽生性的灌木與草本種占較大優(yōu)勢(shì)。隨著密度的增加，陽生性物種的優(yōu)勢(shì)逐漸下降，呈現(xiàn)出被中生和陰生性植物取代的趨勢(shì)。分析原因可能是由于小徑級(jí)的喬木在生長發(fā)育過程中，不但要面對(duì)灌木層的生態(tài)因子競爭，同時(shí)還要面對(duì)高大喬木的光照等因子競爭，自然選擇、優(yōu)勝劣汰，導(dǎo)致小喬木數(shù)量偏少。

3.2 林分密度對(duì)長白落葉松林下物種多樣性的影響

在研究樣地的灌木層中，2 號(hào)樣地中胸徑、樹高都隨著密度的增加出現(xiàn)先增加后減小的情況。這說明在這種林分密度條件下，能夠更好地促進(jìn)林下灌木層的生長，也能在林分天然下種的情況下促進(jìn)小喬木更新。隨著林分密度增加，林下物種多樣性呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。分析原因可能是密度增加，喬木數(shù)量增加導(dǎo)致種間競爭加劇，林地生產(chǎn)力受限，光照條件下降，生長環(huán)境淘汰了部分適應(yīng)性差的植物種類。當(dāng)密度下降到1 號(hào)樣地時(shí)，喬木數(shù)量的減少使得競爭壓力減小，其他植物獲得更多的森林環(huán)境資源。對(duì)灌草的影響是由于密度的變化致使林內(nèi)光照條件、土壤養(yǎng)分等因子發(fā)生變化，這時(shí)灌木和草本的抗逆性沒有落葉松強(qiáng)，就導(dǎo)致更容易受密度的變化出現(xiàn)波動(dòng)。