冀北山地落樺混交林空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究

張楠

(河北木蘭圍場國有林場管理局,河北 承德 068450)

冀北山地落樺混交林空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究

張楠

(河北木蘭圍場國有林場管理局,河北 承德 068450)

以木蘭圍場北溝林場的落樺混交林為研究對象，運用角尺度、大小比數(shù)和混交度3個指數(shù)對其林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：(1)落樺混交林中，落葉松的徑級分布主要集中在11～21 cm之間，白樺則集中在13～17 cm之間，林分中落葉松的大徑級林木比較少，大多在19 cm左右。而白樺的大徑級林木則較多，但不集中；(2)落葉松的角尺度為0.531 8，屬于團狀分布，分布不盡合理，需要調(diào)整林分結(jié)構(gòu)。而白樺則屬于隨機分布，比較合理，林分的整體角尺度為0.499 3；(3)林分的大小比數(shù)平均值為0.319 3，其中落葉松為0.325 3，57.8%處于優(yōu)勢地位，25.4%處于中庸?fàn)顟B(tài)，20.4%處于劣勢地位。白樺為0.363 0，54.7%處于優(yōu)勢地位，23.4%處于中庸?fàn)顟B(tài)，21.4%處于劣勢地位。落葉松的混交度比白樺的高，整體的林分混交度為0.406 0，處于中度混交，落葉松混交度為0.434 5，小部分的林木處于強度混交和極強度混交，占26.5%；白樺混交度為0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施來提高其混交度。

冀北山地；落葉松；白樺；混交林；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

AbstractTaking forest ofLarixgmelinii&Betulaplatyphyllain Beigou Forest Farm of Mulan-Weichang as research object,the spatial structure of stand were analyzed by adopting three indices (angular scale, size ratio & mixed degree). Result show that: (1) In the mixed forest, the diameter distribution of the larch is mainly between 11 & 21 cm, andBetulaplatyphyllais concentrated between 13 & 17 cm. The large diameter ofBetulaplatyphyllain the forest is relatively small, and most of the DBH is about 19 cm.Betulaplatyphyllahave part of large diameter trees, but the diameter is not concentrated. (2) The angle ofLarixgmeliniiis 0.531 8, which belongs to the distribution of the lumps, the unreasonable distribution, the need to take measures to reduce the number ofLarixgmelinii, adjust the structure of the stands, andBetulaplatyphyllais a random distribution, is more reasonable, the overall angle of the stand is 0.499 3, the whole is more reasonable; the average number of stands is 0.319 3, of whichLarixgmeliniiis 0.325 3, 57.8% ofLarixprincipis-ruppreris dominant, 25.4% is in the moderate state, there are 20.4% in the inferior position;Betulaplatyphyllais 0.363 0, 54.7% in a dominant position, in the moderation of the state of 23.4%, 21.4% at a disadvantage position; the mixed degree ofLarixgmeliniiis higher than that ofBetulaplatyphylla, the overall stand 0.406 0 in moderate mixing, mixed degree ofLarixprincipis-ruppreris 0.434 5, a small part of the forest in the strength of mixed and very strong mixed, accounting for only 26.5%; mixed degree ofBetulaplatyphyllais 0.365 3, close to the weak mix, need to take measures for improving degree of mixed.

KeywordsMountain of Northern Hebei Province;Larixgmelinii;Betulaplatyphylla;mixed forest; structural optimization

森林結(jié)構(gòu)基本組成是國內(nèi)外林業(yè)工作者研究的重點領(lǐng)域，德國對此研究較深入[1-3]。在初期德國林業(yè)大多以單一的純林為主，目的是取得更多的木材，隨著時間的推移德國人逐漸認(rèn)識到這種單一林分的諸多弊端，隨后開始大力推進(jìn)近自然經(jīng)營，取得了很大的成績。木蘭圍場具有豐富的林業(yè)資源，但是林分的管理缺乏科學(xué)性，以致有的林分生長比較差，其生態(tài)功能較差，無法滿足人們?nèi)遮呍鲩L的生態(tài)需求，達(dá)不到可持續(xù)生長的發(fā)展需求。本文通過對木蘭圍場北溝林場的落樺混交林的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)措施，以期為當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供參考[4-6]。

1 研究區(qū)概況

圍場縣位于承德境內(nèi)，41°47′—42°06′ N，116°51′—117°45′E。與內(nèi)蒙古接壤，處于冀北山地的沿壩地區(qū)，是山區(qū)與壩上的過渡地帶，海拔750～1 829 m，年平均溫度-1.5～4.8 ℃,年無霜期90～125 d，年均降水時間分布很不均勻，集中性比較強，降雨量380～560 mm，土壤的種類較多，總共有143個土種，植物種類資源非常豐富，野生的種子植物達(dá)到了793種，蕨類植物22種。此次的試驗地點在圍場縣木蘭林管局的北溝林場[6]。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查及布設(shè)

在北溝林場選取3塊落樺混交林，在林分內(nèi)設(shè)置大小為30 m×30 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，并對標(biāo)準(zhǔn)地的基本情況進(jìn)行了調(diào)查(見表1)，林分內(nèi)的基本數(shù)據(jù)都是選擇的平均值[7,8]。

表1 樣地基本情況

2.2 主要研究方法

(1)角尺度(Wi)：是指所測的角α小于標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)角α0的數(shù)目占所有被調(diào)查林木的比例。

當(dāng)Wi=0時，代表林分結(jié)構(gòu)很均勻;當(dāng)Wi=0.25,代表林分結(jié)構(gòu)均勻;當(dāng)Wi=0.5時, 代表林分結(jié)構(gòu)隨機;當(dāng)Wi=0.75時, 代表林分結(jié)構(gòu)不均勻;當(dāng)Wi=1時, 代表林分結(jié)構(gòu)很不均勻。利用角尺度可以充分表明林木個體在林分中的空間分布格局[9]。

(2)大小比數(shù)(Ui)：被測樹種與參照樹種相比，比參照樹種大的株數(shù)占總的被測樹的比例。

大小比數(shù)量值越高,說明參照樹的生長越處于劣勢地位。當(dāng)Ui=0，表明林木的為狀態(tài)優(yōu)勢;Ui=0.25表明林木的為狀態(tài)亞優(yōu)勢;Ui=0.5表明林木的狀態(tài)為中庸;Ui=0.75表明林木的狀態(tài)為劣態(tài);Ui=1表明林木的狀態(tài)為絕對劣態(tài)[9]。

(3)混交度(Mi)：混交度指4株相鄰林木與參照樹種不同種類所占比例

混交度體現(xiàn)了一棵樹與周圍樹木是否同種或者不同種的一種概率。當(dāng)Mi=0,被測的4株樹與參照樹為同種樹種，即為零度混交;Mi=0.25,被測的4株樹中有1株與參照樹不為同種樹種，即為弱度混交;Mi=0.5,被測的4株樹中有2株與參照樹為不同的樹種，即為中度混交;Mi=0.75,被測的4株樹中有3株與參照樹為不同種的樹種，即為強度混交;Mi=1,被測的4株與參照樹不屬于同種樹種，即為極強度混交[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 落葉松白樺混交林徑級分布特征

經(jīng)統(tǒng)計分析，落葉松的直徑分布主要集中在11～21 cm，白樺則集中在13～17 cm，林分中落葉松的大徑級林木比較少，大多的胸徑在19 cm左右，而白樺的大徑級林木則有一部分，但是徑級并不集中；林分中落葉松的徑級分布說明其林下的更新是比較差的，而白樺的更新則比較好，說明在混交林中闊葉樹種比針葉樹種更新良好。

3.2 落樺混交林空間結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 角尺度的測定 角尺度的大小反映了林分結(jié)構(gòu)均勻程度。從表2可以看出落葉松的分布與白樺相比相對集中，落葉松的角尺度為0.531 8，屬于團狀分布，分布的不合理，需要采取措施來減少落葉松的數(shù)量，調(diào)整林分的結(jié)構(gòu)，而白樺則屬于隨機分布，比較合理，落樺混交林中的其他樹種的數(shù)量非常少，而且大多為幼苗，林分的整體角尺度為0.499 3，比較合理，但其中落葉松則需要進(jìn)行調(diào)整。

表2 落樺混交林角尺度

3.2.2 大小比數(shù)的測定 大小比數(shù)反映了林木在林分中的生長優(yōu)劣，從表3可知，落葉松57.8%處于優(yōu)勢地位，25.4%處于中庸?fàn)顟B(tài)，20.4%處于劣勢地位；白樺則有54.7%處于優(yōu)勢地位，23.4%處于中庸?fàn)顟B(tài)，21.4%處于劣勢地位。

表3 落樺混交林直徑大小比數(shù)

3.2.3 混交度的測定 混交度反映了林分的混交程度，在表4中華北落葉松的混交度比白樺的要高，整體的林分混交度為0.406 0，處于中度混交，華北落葉松混交度為0.434 5，小部分的林木處于強度混交和極強度混交，占到26.5%；白樺混交度為0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施來提高白樺的混交度。

表4 落樺混交林混交度

4 混交林結(jié)構(gòu)優(yōu)化

4.1 徑級結(jié)構(gòu)調(diào)整措施

目前直徑分布好的林分一般為天然異齡復(fù)層林分，在此林分中直徑的分布呈倒“J”形，林分的發(fā)展要向這樣的林分靠近。在人工林中大多是同齡的，直徑的分布也比較集中，而混交林中的直徑分布則大多以小徑級的林木為主，大徑級的林木較少，但也類似于倒“J”形曲線，林分需要向這個方向發(fā)展，則需要對林分進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，采伐掉生長比較差的林木，保留生長優(yōu)良的林木，并根據(jù)實際情況引入一些鄉(xiāng)土樹種，從而促進(jìn)林分的更新。

4.2 林分分布格局調(diào)整措施

對于林分分布如何調(diào)整，需要根據(jù)林分的角尺度的大小來進(jìn)行，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)的大小來確定林分采伐的強度和目標(biāo)。在林分進(jìn)行調(diào)整的過程中都是將分布不均勻向分布均勻進(jìn)行調(diào)整，也是林分演替的方向。在進(jìn)行調(diào)整之時以角尺度0.5作為中間標(biāo)準(zhǔn)，在0.5兩側(cè)是不是夠?qū)ΨQ，如果不對稱則需要進(jìn)行調(diào)整。

對于林分整體角尺度高于0.517，處于團狀分布時，需要對林分的分布進(jìn)行調(diào)整，在進(jìn)行調(diào)整的同時也要考慮到其他的因素，如徑級結(jié)構(gòu)、混交度和大小比數(shù)進(jìn)行調(diào)整；對于林分整體角尺度是低于0.517時，林分的分布則是比較合理的，此時調(diào)整的重點則在中間部分，在進(jìn)行調(diào)整時也要考慮到其他因子和遵循“首遇”的原則，所謂的“首遇”就是在進(jìn)行調(diào)整的時候先碰到哪棵樹則調(diào)整哪棵樹。

4.3 林分大小比數(shù)的調(diào)整措施

林分大小比數(shù)能夠有效地反映每棵樹生長狀況，參考指數(shù)一般都是胸徑。大小比數(shù)如果合理對林下更新非常有益，能夠通過對林分結(jié)構(gòu)的改變來調(diào)整林木之間的競爭關(guān)系，實現(xiàn)林分的優(yōu)化。

5 結(jié)論

5.1 落樺混交林中，落葉松的直徑分布主要集中在11～21 cm之間，白樺則集中在13～17 cm之間，林分中落葉松的大徑級林木比較少，大多數(shù)的胸徑在19 cm左右，而白樺的大徑級林木則有一部分，但是徑級并不集中。

5.2 落葉松的角尺度為0.531 8，屬于團狀分布，分布的不合理，需要采取措施來減少落葉松的數(shù)量，調(diào)整林分的結(jié)構(gòu)，而白樺則屬于隨機分布，比較合理，林分的整體角尺度為0.499 3，整體比較合理；林分的大小比數(shù)平均值為0.319 3，其中落葉松為0.325 3，57.8%處于優(yōu)勢地位，處于中庸?fàn)顟B(tài)25.4%，20.4%處于劣勢地位；白樺為0.363 0，有54.7%處于優(yōu)勢地位，23.4%處于中庸?fàn)顟B(tài)，21.4%處于劣勢地位；落葉松的混交度比白樺的高，整體的林分混交度為0.406 0，處于中度混交，華北落葉松混交度為0.434 5，小部分的林木處于強度混交和極強度混交，占26.5%；白樺混交度為0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施來提高白樺的混交度。

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SpatialStructureOptimizationofMixedForestofLarixgmeliniiandBetulaplatyphyllainNorthernHebeiProvince

Zhang Nan

(Mulan-Weichang State-owned Forest Farm Administration Bureau, Hebei Province,Chengde 068450,China)

S791.22;S792.153

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.09.008

1005-5215(2017)09-0024-03

2017-07-12

河北省林業(yè)廳科學(xué)技術(shù)研究計劃項目(1705488)

張楠(1986-)，女，河北圍場人，大學(xué)，工程師，從事林業(yè)經(jīng)營技術(shù)研究,Email：363517454@qq.com