臺(tái)灣相思次生林胸徑與競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)關(guān)系

陳志斌

摘要：采用Hegyi單木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)模型對(duì)次生林臺(tái)灣相思種內(nèi)和種間競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明：競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度與對(duì)象木胸徑服從指數(shù)函數(shù)關(guān)系，臺(tái)灣相思胸徑小于26cm時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其保護(hù)，采取人工撫育措施促進(jìn)生長(zhǎng);臺(tái)灣相思胸徑達(dá)到26cm時(shí)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。這可為臺(tái)灣相思次生林的撫育間伐提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：臺(tái)灣相思;種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng);種間競(jìng)爭(zhēng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2018）05-0121-02

1 引言

閩南沿海地區(qū)山地較為瘠薄，林木經(jīng)濟(jì)效益較差，有些林區(qū)在遭受人為破壞后，沒(méi)有及時(shí)更新造林，嚴(yán)重影響了樹(shù)種的分布、破壞樹(shù)種的競(jìng)爭(zhēng)模式，形成了次生林。次生林林木的競(jìng)爭(zhēng)模式對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生著重大的影響。臺(tái)灣相思（Acacia con fusaMerr）是閩南沿海地區(qū)瘠薄山地主要造林樹(shù)種之一，可作為水土保持林、防風(fēng)林、防火的優(yōu)良的速生樹(shù)種[1]。已有學(xué)者研究中亞熱帶臺(tái)灣相思高徑分布[1]、臺(tái)灣相思12中元素含量[2]等，但對(duì)于臺(tái)灣相思次生林胸徑與競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)的研究卻鮮有報(bào)道。本研究以閩南地區(qū)臺(tái)灣相思次生林為研究對(duì)象，分析臺(tái)灣相思胸徑與競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)的關(guān)系，為臺(tái)灣相思的水土保持、防風(fēng)功能以及森林撫育經(jīng)營(yíng)提供理論數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)地概括及方法

2.1 試驗(yàn)地概括

試驗(yàn)區(qū)域位于福建省南安市洪梅鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°30′-118°36′、北緯25°03′一25°08′，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季如春，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，降雨充沛，年均氣溫22.7℃，年相對(duì)濕度約80%，年平均降水量約為1450mm。試驗(yàn)地土壤主要為黃紅壤，立地條件差，其森林經(jīng)過(guò)人為干預(yù)后在其次生演替中形成了亞熱帶低山丘陵次生林的典型群落。生態(tài)群落多樣性復(fù)雜，以常綠闊葉林為主，同時(shí)分布少數(shù)常綠落葉混交林、灌木林和草叢等植被。群落主要樹(shù)種有臺(tái)灣相思（A-cacia con fusa）、三叉苦（Euodia lepta ）、木荷（Schimasuperba Gardn et Champ）、鵝掌柴（Schefflera octo-phylla（Lour.）Harms）等，其中臺(tái)灣相思優(yōu)勢(shì)度為0.96的主要優(yōu)勢(shì)木。

2.2 試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)地的次生林中選取地勢(shì)較為平坦，植被類(lèi)型典型、受人為干擾較小的地段設(shè)置40m×40m樣地的數(shù)據(jù)采樣地。在該樣地內(nèi)選取不同徑級(jí)的臺(tái)灣相思為對(duì)象木，測(cè)量以對(duì)象木（冠徑多在2～5m）為中心（r為6m），測(cè)量所有樹(shù)木的胸徑和與對(duì)象木的距離，測(cè)量時(shí)做好標(biāo)記以免重測(cè)。

采用Hegyi（1974）提出的單木競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)（CI）模型：

公式（1）中CI越大表明樹(shù)種之間的競(jìng)爭(zhēng)越激烈，D_i為對(duì)象木i的胸徑，D_j為競(jìng)爭(zhēng)木j的胸徑。計(jì)算出各競(jìng)爭(zhēng)木與對(duì)象木的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)，然后單木間的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)累加即得臺(tái)灣相思種內(nèi)及其種間的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度。

3 結(jié)果和分析

3.1 對(duì)象木與競(jìng)爭(zhēng)木的測(cè)樹(shù)因子特征

本試驗(yàn)共調(diào)查臺(tái)灣相思對(duì)象木604株，最小胸徑為8.3cm，最大胸徑為29.4cm，對(duì)象木基本呈現(xiàn)正太分布（表1）。將胸徑劃分為7個(gè)等級(jí)，即Ⅰ級(jí)8cm～11cm，Ⅱ級(jí)11cm～14cm，Ⅲ級(jí)14cm～17cm，Ⅳ級(jí)17cm～20cm，Ⅴ級(jí)20cm～23cm，Ⅵ級(jí)23cm～26cm，Ⅶ級(jí)26cm～30cm。對(duì)象木各徑級(jí)的株數(shù)及所占總體的比例從大到小排列為：Ⅳ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅴ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅵ級(jí)、Ⅶ級(jí)、Ⅰ級(jí)，對(duì)象木胸徑Ⅳ級(jí)所占比較最大，為180株，占總體29.8%。臺(tái)灣相思競(jìng)爭(zhēng)木共124株，最小胸徑為8.3cm，最大胸徑為29.4cm;Ⅳ級(jí)分布株數(shù)較多。

調(diào)查樣地以臺(tái)灣相思為主，其余伴生樹(shù)種類(lèi)則較少。競(jìng)爭(zhēng)木主要以鵝掌柴、三叉苦、木荷組成。表2可知，鵝掌柴徑級(jí)結(jié)構(gòu)分布較寬，主要分布于Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)，最小胸徑為1.3cm，最大胸徑為9.9cm;三叉苦主要分布在Ⅰ級(jí)，達(dá)85.0%，最小胸徑為1.4cm，最大胸徑為7.8cm;木荷均分布于工級(jí)，最小胸徑為1.24cm，最大胸徑為1.91cm。其他樹(shù)種的株數(shù)隨徑級(jí)的增加而相應(yīng)減少，主要胸徑為1cm～5cm，達(dá)73.3%，最小胸徑為1.11cm，最大胸徑為9.08cm。競(jìng)爭(zhēng)木以鵝掌柴為主，共116株，達(dá)34.9%。

3.2 對(duì)象木各徑級(jí)平均胸徑與競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度的關(guān)系

植株株高、所在生態(tài)位、生長(zhǎng)階段、周?chē)樯仓甑扔绊憣?duì)象木的競(jìng)爭(zhēng)能力，而胸徑是制約競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度的最主要因子，也是預(yù)測(cè)競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)最佳因子[4]。將臺(tái)灣相思對(duì)象木各徑級(jí)的平均胸徑作為自變量，相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)作為因變量，采用線(xiàn)性方程、指數(shù)方程、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)、多項(xiàng)式擬合平均胸徑與競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)的關(guān)系，圖中x表示臺(tái)灣相思對(duì)象木各徑級(jí)的平均胸徑D，y表示競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)CI，b₀、b₁為模型相關(guān)參數(shù)。

擬合結(jié)果顯示，林分競(jìng)爭(zhēng)的符合指數(shù)方程：y=121.65e^-0.112x（R²=0.8336，p<0.01）。臺(tái)灣相思受到的林分競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)均隨對(duì)象木平均胸徑增大而減小。臺(tái)灣相思胸徑小于26cm時(shí)，所承受的競(jìng)爭(zhēng)壓力較大;大于26cm時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)變化較小，且維持在較低水平，表明臺(tái)灣相思胸徑達(dá)到26cm時(shí)，周?chē)?jìng)爭(zhēng)木逐漸被淘汰，臺(tái)灣相思占據(jù)較大資源空間，在主林層中競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力也逐漸較小。因此，在胸徑小于26cm的中小臺(tái)灣相思林，進(jìn)行必要的人工作業(yè)，減少其他植株的數(shù)量，以促進(jìn)臺(tái)灣相思的快速生長(zhǎng)（圖1）。

4 結(jié)論與討論

本文將閩南沿海地區(qū)的臺(tái)灣相思次生林作為研究對(duì)象，對(duì)604株臺(tái)灣相思對(duì)象木進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。臺(tái)灣相思對(duì)象木最小胸徑為8.3cm，最大胸徑為29.4cm;競(jìng)爭(zhēng)木最小胸徑為8.3cm，最大胸徑為29.4cm;Ⅳ級(jí)分布株數(shù)較多;其余伴生競(jìng)爭(zhēng)木主要是鵝掌柴、三叉苦、木荷。臺(tái)灣相思對(duì)象木胸徑與競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度的擬合模型服從指數(shù)函數(shù)關(guān)系，與木荷[4]服從冪函數(shù)不同，這與植株處于不同的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有關(guān)，也與植株自身的競(jìng)爭(zhēng)能力差異有關(guān)。指數(shù)函數(shù)模型顯示，當(dāng)臺(tái)灣相思胸徑大于26cm時(shí)，自疏作用增大了植株間距，臺(tái)灣相思占據(jù)穩(wěn)定的資源空間，其自身競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)，因此受到的競(jìng)爭(zhēng)壓力基本不變，并保持在較低水平，這將為臺(tái)灣相思次生林的撫育間伐提供一定的理論參考。

最佳的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)模型應(yīng)體現(xiàn)生理生態(tài)學(xué)意義，可避免其他干擾因素[5]。本研究?jī)H考慮了競(jìng)爭(zhēng)木和對(duì)象木的胸徑，為更好地模擬林分生長(zhǎng)狀況，今后可同時(shí)考慮樹(shù)木間的樹(shù)冠陰影面積、距離等。

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