閩北天然米櫧種群空間分布格局研究

閩北天然米櫧種群空間分布格局研究

鐘兆全

(福建省順昌國有林場，福建 順昌 353200)

摘要：米櫧是南方集體林區(qū)優(yōu)良鄉(xiāng)土樹闊葉樹種之一，研究米櫧種群空間分布格局對其種群的保護及合理經營利用具有重要的意義。在米櫧樣地調查數(shù)據(jù)的基礎上，運用擴散系數(shù)(C)、叢生指數(shù)(I)、擴散指數(shù)(Iδ)、Cassie指數(shù)(Ca)、平均擁擠度與平均密度的比值)對天然米櫧種群的空間分布格局進行分析。結果表明：米櫧的空間分布格局總體呈聚集分布，隨著樣地面積的增大其分布趨勢體現(xiàn)為無規(guī)律分布向聚集分布轉變；推測米櫧種群在天然條件下更新的最適面積為700~800 m`2。這是因為米櫧種實較大較重，主要依靠重力傳播。為更好地保護與利用，建議對米櫧種群的其他結構特征進一步深入研究。

關鍵詞：米櫧；天然林；空間分布格局；聚集度指標

中圖分類號：S 796

文獻標識碼：A

文章編號：1001-005X(2015)03-0031-04

Abstract：Castanopsis carlesii is one of the excellent native broad-leaved tree species in southern collective forest region.The study on the spatial distribution pattern is of great significance to protect and manage Castanopsis carlesii population reasonably.Based on the sample survey data of Castanopsis carlesii，the spatial distribution pattern of natural Castanopsis carlesii population was analyzed using the aggregate indices：dispersal index(C)，clumping index(I)，diffusion index(Iδ)，Cassie index(Ca)，average crowded degree and the ratio of average density(M*/ x).Results showed that the general spatial pattern of Castanopsis carlesii was aggregation distribution.The distribution pattern tended to change from irregular to aggregate with the increasing sampling area.The speculated optimum renewed area of Castanopsis carlesii is 700-800 m`2 under natural condition，which were due to the big and heavy seeds of Castanopsis carlesii that mainly dispersed by gravity.To have a better protection and utilization of Castanopsis carlesii，it is necessary to carry out further study on other structure characters of Castanopsis carlesii population.

Keywords：Castanopsis carlesii；natural forest；spatial distribution pattern；aggregation index

收稿日期：2014-11-22

基金項目：國家自然科學基金子課題(K01360001)；重點項目建設專項(6112C035H)

作者簡介：第一鐘兆全，高級工程師。研究方向：森林資源經營管理。E-mail：sclyzzq@163.com

Study on the Spatial Distribution Pattern of NaturalCastanopsiscarlesiiPopulation in Northern Fujian

Zhong Zhaoquan

(State-owned Forest Farm of Shunchang，Shunchang 353200，F(xiàn)ujian Province)

引文格式：鐘兆全.閩北天然米櫧種群空間分布格局研究[J].森林工程，2015，31(3)：31-34.

種群空間分布格局對種群個體在水平空間上的配置或分布狀況的研究，與種群特性、種群關系和環(huán)境條件密切相關，是種群對環(huán)境長期適應和選擇的結果，因而種群空間格局通常反映了一定環(huán)境因素對個體行為、生存和生長的影響[1]。種群生態(tài)空間分布是對其生態(tài)分析的重要內容，正確描述它們空間分布模型對判定植物分布規(guī)律，掌握其過程演化及預測變化趨勢均有重要意義[2]。種群在空間的分布一般有3種類型，即隨機分布、均勻分布和集聚分布。空間分布格局的測定方法有很多，目前應用效果較好、較為簡便的是聚集度指標法[3]。

米櫧(Castanopsiscarlessi)林是我國亞熱帶地區(qū)典型的地帶性植被[4]，米櫧為殼斗科椎屬常綠闊葉樹種，該樹種在福建省的分布廣度僅次于栲樹，其木質堅硬、紋理致密、耐磨、韌性好，是家具、體育器材、膠合板等的優(yōu)良用材，具有較高的經濟價值。因其適應性強，分布廣，是南方集體林區(qū)中的優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種[5]。目前對米櫧的研究多集中在群落組成、結構特征和養(yǎng)分特征等[6-8]，對空間分布格局有一些有益的研究[9-12]。此外，也有作者從空間結構來分析群落分布[13-14]。因此本研究擬在參考前人研究的方法的基礎上，對福建順昌米櫧的空間分布格局規(guī)律變化進行研究，以期為閩北地區(qū)更好地經營管理這一典型地帶性植被提供理論參考依據(jù)。

1研究地概況

樣地位于順昌縣國有林場武坊采育場40林班2大班2小班，土壤為山地黃壤，立地等級為Ⅰ級，坡度為30°，郁閉度達0.9。順昌縣位于福建中部偏北，北緯26°38′～27°121′，東經117°29′～118°14′。境內地形以山地丘陵為主，山脈為武夷山東延余脈。屬中亞熱帶海洋性季風氣候，全年溫暖濕潤、夏長冬短，年平均氣溫為18.5℃，年平均降水量1 738 mm，年平均日照時間為1 719.8 h，無霜期310 d。樣地喬木層主要種類有米櫧Castanopsiscarlesii、木荷Schimasuperba、櫸木Zelkovaschneideriana、青岡櫟Cyclobalanopsisglauca、擬赤楊Alniphyllumfortunei、櫧木Castanopsissclerophylla等；灌木層主要有少葉黃杞EngelhardiafenzeliiMerr.、烏飯樹Vacciniumbracteatum、黃瑞木Adinandramillettii、茶樹Camelliasinensis等；草本層主要有腎蕨Nephrolepiscordifolia(L.)Presl、苔蘚Bryophyta等。

2研究方法

2.1　材料收集

在順昌縣國有林場武坊采育場的天然米櫧林集中分布區(qū)內，設置2塊50 m×50 m的樣地，然后在每個樣地內以相鄰格子法設置100個5 m×5 m小樣方，在各小樣方進行每木檢尺，記錄胸徑≥2.5 cm的立木的樹高、胸徑、冠幅、坐標、枝下高和株數(shù)。

2.2　測定方法

常見的林木空間分布格局有聚集分布、隨機分布和均勻分布等。本文采用聚集度指標對米櫧空間分布進行分析，因不同的聚集度指標測定結果可能出現(xiàn)與其它指標測定結果不一致的現(xiàn)象，所以通過采用兩個以上聚集度指標進行測定，并對結果的分析驗證，以使得測定結果更加真實可靠。本文主要采用以下幾個聚集度指標來進行測度[15，17]：

(1)擴散系數(shù)C。

式中：S2為米櫧在樣方中數(shù)量的方差；X為米櫧在樣方當中的平均數(shù)。

當C>1時，為聚集分布；C<1時，為均勻分布；C≈1時，為隨機分布。

(2)叢生指數(shù)I。

當I>0時，為聚集分布；I<0時，為均勻分布；I=0時，為隨機分布。

(3)擴散指數(shù)Iδ。

Iδ=[C×(n-1)+N-n]/(N-1)。

式中：n為樣方數(shù)量，N為全部樣方內總株；當Iδ>1時，為聚集分布；Iδ<1時，為均勻分布；Iδ=1時，為隨機分布。

(4)Cassie指數(shù)Ca。

當Ca>0時，為聚集分布；Ca<0時，為均勻分布；Ca≈0時，為隨機分布。

3結果與分析

3.1　聚集度指標測算

在米櫧的2個樣地調查記錄數(shù)據(jù)的基礎上，運用上述空間聚集度指標對它們的空間分布格局進行測算，結果見表1。

表1　米櫧各聚集度指數(shù) Tab.1 The aggregation index of Castanopsis carlesii

3.2　不同取樣面積下米櫧空間分布格局

對2塊米櫧林樣地分別從四個角劃取10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m、25 m×25 m、30 m×30 m等不同的面積，利用聚集度指標來判定不同取樣面積下米櫧空間分布格局的變化情況，結果見表2。

表2　不同取樣面積米櫧各聚集度指標 Tab.2 The aggregation index in different sampling areas of Castanopsis carles

結果表明在一般情況下天然米櫧林中的米櫧種群呈聚集分布，但在不同取樣面積下，米櫧種群分布則有所變化。取樣面積較小時米櫧種群分布或聚集或隨機或均勻，隨著取樣面積的增大米櫧種群呈聚集分布。根據(jù)前人研究表明聚集分布聚集強度最大的取樣面積也可能是種群在天然條件下更新的最適面積[18]，結合上述計算推測米櫧種群在天然條件下更新的最適面積為700～800 m2。

4結論與討論

運用各聚集度指數(shù)對順昌天然米櫧空間分布格局進行分析，結果表明了順昌天然米櫧群落的空間分布呈聚集分布。然后再根據(jù)5種不同取樣面積下米櫧空間分布格局的分析，結果表明：取樣面積對米櫧種群的分布有所影響，取樣面積較小時，其分布無規(guī)律，隨著取樣面積的增大，其分布趨向聚集。這與前人對天然林空間分布的研究結果有所不同[19-20]。其原因是在較小面積時米櫧種群與其他樹種相互競爭，或受局部氣候條件的影響，導致其分布呈現(xiàn)非聚集狀態(tài)。但隨著面積的增大，種群呈現(xiàn)聚集分布，這與其生理生態(tài)特性密切相關[21]，米櫧為本林分優(yōu)勢樹種，且為高大喬木，上層優(yōu)勢木平均高超過了15 m，而其種實較大較重，殼斗為不規(guī)則瓣裂，以重力傳播為主，所以傳播距離不遠，成熟種子常散布在母樹周圍，這些種子能在蔽蔭環(huán)境中正常發(fā)芽，加之米櫧幼苗在群落中環(huán)境適應力強、成活率高，故在其樹高范圍距離內的分布主要受種實播散的影響而呈現(xiàn)無規(guī)律現(xiàn)象，但隨著抽樣面積的增大，母樹間的間距增加，其相互競爭減弱，開始向聚集分布的趨勢發(fā)展。從統(tǒng)計意義看，影響種群分布各種因素在某種尺度上容易形成耦合關系，如果有利于種群生長，種群個體就容易在這種尺度上聚集生長，以此推測米櫧種群在天然條件下更新的最適面積為700～800 m2。

米櫧空間分布格局的研究對其種群的保護、合理經營利用具有重要的意義。本研究僅在米櫧種群的在聚集度指標與方法檢驗方面進行了部分的有益探討，而對該種群的其他結構特征則有待于進一步研究。

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[責任編輯：李洋]