杉木和福建柏混交林中福建柏天然更新幼苗幼樹空間分布

顏建北

(大田縣林業(yè)局，福建 大田 366100)

混交異齡林是破解林分樹種單一、結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)力水平較低、生態(tài)功能不強、景觀顏值不高、森林火險性高、有害生物擴散蔓延迅速等系列突出問題，促進林分結(jié)構(gòu)調(diào)整和質(zhì)量提升的有效手段。而林分中天然更新幼苗的空間分布格局及種群變化情況又是國內(nèi)外學(xué)者研究異齡林經(jīng)營的的重點之一[1-2]。福建柏(Fokieniahodginsii)屬常綠喬木，是福建省鄉(xiāng)土珍貴樹種，為良好的用材和園林綠化樹種[3-4]，其天然更新能力強。目前，國內(nèi)對福建柏人工純林下天然更新分布格局[3]及福建柏采伐跡地人工促進天然更新情況[4]作了一定研究，但對福建柏和杉木混交林下天然更新情況尚未見報道。本試驗研究福建柏和杉木混交林的天然更新特征及其空間分布格局，以期為福建柏混交林的天然更新及人工促進其形成異齡復(fù)層林和福建柏混交林的“近自然經(jīng)營”提供參考。

1 研究方法

1.1 研究地概況

研究地位于福建省大田桃源國有林場，東經(jīng)117°35′50″-117°35′53″，北緯25°49′7″-25°49′5″屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均溫在15.3-19.6℃，年均降水量在1491.2-1809.6mm。福建柏和杉木混交林樣地設(shè)置在浮山工區(qū)115林班1大班3小班，坡向西南，坡度23°，土壤為黃紅壤，海拔475-675m；林齡53a，樹種組成8杉2建，杉木保存株數(shù)1550株·hm-2，福建柏保存株數(shù)325株·hm-2，杉木的平均胸徑19.4cm，平均樹高16.5m，福建柏的平均胸徑18.8cm，平均樹高13.8m，平均郁閉度0.8；灌木層主要樹種白花苦燈籠、刺楠、潤楠、冬青、山礬、黃牛奶樹、野含笑等，草本層主要植物為毛蕨、鐵線蕨、芒萁骨、草珊瑚等，其平均蓋度30%，平均高為60cm。喬木層福建柏大樹的空間分布情況(見表1)。

表1 福建柏母樹空間分布格局Table.1 Spatial distribution pattern of seed trees of Fokienia hodginsii

1.2 調(diào)查方法

在小班內(nèi)選擇人為干擾活動較少且林分條件相對一致的地段從下而上連續(xù)設(shè)置福建柏和杉木混交林4條樣帶。每條樣帶大小10m×60m，采用相鄰網(wǎng)格法，將樣帶劃分為1m×1m的600個小樣方，4條樣帶共2400個小樣方。對小樣方內(nèi)的上層木、喬木幼樹(樹高大于等于30cm)的樹高、胸徑、冠幅生長情況進行調(diào)查并記錄，更新層的喬木幼苗(樹高小于30cm)只記錄株數(shù)，并且記錄幼苗幼樹的位置[5]；同時對灌木層、草本層內(nèi)的基本植物種類及生長、分布情況進行調(diào)查記錄；試驗地所處的經(jīng)緯度及其海拔用GPS來測定，并記錄樣帶的坡向、坡位等因子。

1.3 空間格局分析

2 結(jié)果與分析

2.1 福建柏更新層不同高度級分布情況

由表2可知，在更新層中，福建柏幼苗幼樹的密度隨不同高度級的變化而變化是非常明顯的。從總體上看<30cm高度級的福建柏密度最大，其密度達6892株·hm-2，到≥30-60cm高度級時，福建柏密度急劇減少，其密度只有133株·hm-2，降幅達到98.1%，然后，隨著福建柏高度級的增大其密度逐漸增大，≥30-60cm到≥60-90cm、≥60-90cm到≥90-120cm這兩個高度級福建柏密度增幅較大，分別增加了67.8%、52.4%。到了≥150-180cm這個高度級時，出現(xiàn)一次高峰，其密度達到1238株·hm-2，而后，隨著福建柏高度級的增大其密度逐漸減少，≥210-240cm到≥240-270cm、≥240-270cm到≥270-300cm這兩個高度級福建柏密度降幅較大，分別減少了29.9%、50.0%。從福建柏高度級分布情況表明，福建柏更新層曾出現(xiàn)過兩個更新高峰，隨著高度級的增加，福建柏密度先急劇下降，迅速上升，逐漸上升，到一定高度又逐漸下降，而后又迅速下降。

表2 福建柏更新層不同高度級密度Table.2 Density of different heights in the regeneration layer of Fokienia hodginsii

2.2 福建柏更新空間分布格局

2.2.1更新層不同高度級的福建柏分布格局

通過對更新層福建柏不同高度級的空間分布情況進行聚集度指標測定(見表3)?？芍?，在<30cm、≥30-60cm、≥90-120cm、≥120-150cm、≥240-270cm、≥270-300cm等高度級中，福建柏幼苗幼樹的空間分布聚集度指標：I指標最小值為0.0021>0、M*/M指標最小值為1.0222>1、Ca指標最小值為0.0222>0、擴散系數(shù)C最小值為1.0021>1、K指標最小值0.1268>0，空間格局呈現(xiàn)出聚集分布，而在≥60-90cm、≥150-180cm、≥180-210cm、≥210-240cm等高度級中，福建柏幼苗幼樹的空間分布聚集度指標：I指標最大值為-0.0024<0、M*/M指標最大值為0.9414<1、Ca指標最大值為-0.0586<0、擴散系數(shù)C最大值為0.9976<1、K指標最大值為-2.4732<0，空間格局呈現(xiàn)出均勻分布。從總體上看，隨著高度級的變化，福建柏幼苗幼樹呈現(xiàn)出聚集—均勻—聚集—均勻—聚集交替分布的空間格局。

表3 更新層福建柏不同高度級空間分布格局Table.3 Spatial distribution pattern of different heights of Fokienia hodginsii in renewal layer

2.2.2 更新層福建柏幼苗空間分布格局

表4 更新層福建柏幼苗空間分布格局Table.4 Spatial distribution pattern of Fokienia hodginsii seedlings in regeneration layer

2.2.3更新層福建柏幼樹空間分布格局

表5 更新層福建柏幼樹空間分布格局Table.5 Spatial distribution pattern of Fokienia hodginsii saplings in regeneration layer

3 討論與結(jié)論

對于混交林來說，其各種植物種群的數(shù)量和分布情況，各種植物的更新能力具有很大關(guān)系。如何評判某一樹種的更新潛力，往往可用更新層樹種的高度級來進行判斷[7]。本文通過研究發(fā)現(xiàn)，在福建柏和杉木混交林中，更新層的樹種比較單一，福建柏幼苗幼樹占絕對優(yōu)勢，未見有杉木更新幼苗幼樹，而絨毛潤楠、山礬只有零星分布，數(shù)量極少，究其原因，可能是由于其他樹種更新能力較差，幼苗幼樹生長受限，從而造成保存數(shù)量極少。在福建柏和杉木混交林中，福建柏母樹產(chǎn)生大量的種子撒播在地上，當(dāng)生境條件符合種子萌發(fā)時，就會產(chǎn)生大量幼苗。在更新層中，福建柏幼苗幼樹的密度隨不同高度級的變化而變化是非常明顯的。從總體上看<30cm高度級的福建柏密度最大，其密度達6892株·hm-2，而在≥30-60cm高度級時的福建柏密度最小，其密度只有133株·hm-2，≥30-60cm到≥60-90cm、≥240-270cm到≥270-300cm這兩個高度級內(nèi)，其密度變化幅度較大，其增降幅度分別達到67.8%、50%。在不同高度級中，隨著高度級的增加，福建柏的密度表現(xiàn)出先急劇下降，迅速上升，逐漸上升，到一定高度又逐漸下降，而后又迅速下降，其間出現(xiàn)兩個高峰，這與楊華對長白山云冷杉的更新研究得出的其高度級分布近似雙峰分布類似[8]。造成的主要原因可能是幼苗幼樹密度制約性死亡及林分內(nèi)生境等因子的變化。

在福建柏和杉木混交林中，隨著高度級的變化，福建柏幼苗幼樹呈現(xiàn)出聚集—均勻—聚集—均勻—聚集交替分布的空間格局。同時，對更新層中的福建柏幼苗幼樹的空間分布型聚集度指標進行測定分析，其總體的空間格局是聚集分布，這與李大岔等人對福建柏人工林天然更新幼株空間分布格局相似[3]。造成福建柏天然更新的聚集分布空間格局，主要是由于福建柏種源的生物學(xué)特性、種子萌發(fā)幼苗以及適合幼苗幼樹生長的自然條件等因素的影響[9-10]。

福建柏和杉木混交林的天然更新過程中，為了達到形成異齡復(fù)層林目的，根據(jù)不同高度級福建柏幼苗幼樹密度變化及其幼苗幼樹空間分布格局，對更新層采取適當(dāng)?shù)慕?jīng)營措施進行密度調(diào)控，同時改善更新層福建柏幼苗幼樹生長發(fā)育的生境條件，從而促進福建柏幼苗幼樹的正向生長。