江西官山森林定位監測：閩楠群落組成與蓄積量

余澤平，王國兵，陳 琳，楊清培

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江西官山森林定位監測：閩楠群落組成與蓄積量

余澤平1，王國兵1，陳 琳1，楊清培2*

（1. 江西官山國家級自然保護區管理局，江西 宜豐 336300；2. 江西農業大學 林學院，江西 南昌 330045）

定位監測是森林生態學研究與森林資源管理的重要手段。為配合江西官山森林大型樣地監測與研究，增設了2個閩楠衛星樣地（GS-22，GS-23），并對其群落物種組成和蓄積量本底進行分析。結果表明：（1）兩個群落區系組成相似，樟科(Lauraceae)、殼斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)是優勢科，但物種組成、群落密度都存在一定差異，GS-23樣地物種數量、植物密度都大于SP-22。（2）兩個群落中閩楠種群大小分別為132株和122株，二者年均結構相似，幼樹、小樹較多，種群年齡結構都是增長型。（3）兩個樣地活立木蓄積量分別16.48 m3，25.85 m3（相當于每667 m218.32 m3、28.71 m3），其中閩楠占53.59%和49.98%。

江西官山大樣地；閩楠；珍稀植物；衛星樣地；蓄積量

閩楠()為樟科常綠喬木，樹干高大通直，木材芳香堅韌，紋理結構美觀，樹形內涵端莊，因此它不僅是上等木材，而且也是優良園林植物[1-2]。由于人為砍伐與生境破壞，致使閩楠資源接近枯竭，現僅零星分布于浙江、福建、江西、廣東、廣西、湖南、湖北、貴州等海拔200～1 000 m的山地常綠闊葉林中[3]。1998年被列入為國家二級重點保護植物名錄，亟需加強保護與研究。

定位監測是森林生態學研究與森林資源管理的重要手段[4]。2014年4月，在財政部、環保部“全國生物多樣性野外監測示范基地修繕項目”支持下，開始建設12 hm2官山常綠闊葉林動態監測樣地(Guanshan Evergreen Broad-leaved Forest Monitoring Plot，GSP)[5]。2016—2017年，為了配合大樣地研究又建設34個衛星樣地。這些樣地主要包括本區域主要森林類型和珍稀瀕危植物，從此官山森林動態監測樣地網絡初步形成。

本文主要統計分析2個閩楠衛星樣地（GS-22，GS-23）的本底資料，包括群落物種組成、群落結構、活立木蓄積量以及閩楠種群的數量、徑級結構等指標。目的是進一步認識閩楠生物生態學特性，及時掌握資源現狀和消長變化動態、預測生態功能變化與資源發展趨勢，為今后的長期監測和研究提供基礎資料，為自然保護與資源經營管理科學決策服務。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

江西官山國家級自然保護區，屹立于鄱陽湖平原、洞庭湖平原和江漢平原之間的贛西北九嶺山脈西段，地跨宜豐銅鼓兩縣，地理坐標28°30′~28°40′N，114°29~114°45′E。保護區總局面積11 500.5 hm2，其中核心區為3 621.1 hm2，緩沖區1 466.4 hm2，實驗區6 413.0 hm2[5]。適宜的亞熱帶暖濕東南季風氣候、獨特的地理位置和復雜的地貌特征，不僅讓這里成為我國重要的生物多樣性分布中心和物種遷移通道，同時也孕育了豐富的常綠闊葉林資源，是我國亞熱帶一顆璀璨的綠色明珠。這些森林中還混生有相當數量的閩楠，而且在局部地段還形成閩楠群落[6]。

1.2 樣地設置

在踏查基礎上，選擇典型閩楠群落設置監測樣地。監測樣地（GS-22，GS-23）都設在西河保護站（表1）。樣地大小20 m×30 m，先用羅盤將樣地劃分為6個10 m×10 m的樣方，并在樣方4個角用水泥樁作永久標記(,)，并按列行式對每個小樣方標號（如11，12，……）。

野外調查以小樣方為工作單元，對胸徑（）≥1 cm的植株進行每木編號和調查，對分枝采用同一樹號加分枝編號（如主枝號11-1，其第1分枝號為11-1-1，第2分枝號為11-1-2，……)。按順時針掛牌，記錄樹種名稱、胸徑、坐標、光照等級、物候和生長狀況等信息，并建立數據庫。

表1 江西官山閩楠監測樣地概況

1.3 數據處理

（1）群落物種組成及重要值。按哈欽松分類系統，對兩個閩楠樣地調查植株進行科屬種統計，并進行計算各物種在群落中的重要值（important value）。

式①中為相對多度（n/×100%，n為第種植物的個體數，為樣地內所有物種個體數總和），為相對頻度（f/×100%，f為第種植物空間分布頻度，為樣地內所有物種空間分布頻度總和），為相對顯著度（d/×100%，d為第種植物胸面積，為樣地內所有物種胸面積）為相對高度（h/×100%，h為第種植物高度，為樣地內所有物種高度總和）

（2）物種多樣性。本文采用物種豐富度指數(D)[7]、Shannon-Wiener指數(H′)[7]、Pielou均勻度指數()[7]、生態優勢度指數（）[8]，分別計算閩楠群落物種多樣性（表2）。

表2 閩楠群落各項物種多樣性指標

（3）閩楠種群統計。分別用數學期望、眾數、中位數等統計值閩楠種群胸徑、樹高數據的集中性，用變異系數（），Gini指數（）、偏度（S）、峰度（）等統計值反映胸徑、樹高分布的離散型(波動性大小)[9]，部分計算公式見表3。

表3 閩楠種群胸徑、樹高分布的統計方法

（4）林分蓄積量。

林分蓄積量（m3/667 m2）=樣地立木材積總量/樣地面積

根據文獻[10]獲得閩楠單株材積公式=2.442×(/50.626)2.872（2＝0.972），其他闊葉樹材積查江西省材積表中贛西北地區闊葉樹一元材積表。

所有計算統計過程，由Excel 2016和Matlab 2014a完成。

2 結果與分析

2.1 群落物種組成與角色

兩個閩楠樣地區系組成（表4）。GS-23樣地在科、屬、種3個層次的數量都要高于GS-22樣地，但構成兩群落的優勢科都是樟科Lauraceae、殼斗科Fagaceae、山茶科Theaceae，如GS-22樣地樟科有3屬（楠屬、潤楠屬、木姜子屬）73株，殼斗科2屬（青岡屬、栲屬）10株。SP-23樣地樟科4屬（楠屬、潤楠屬、木姜子屬、新木姜子屬）48株，山茶科4屬（木荷屬、山茶屬、柃屬、楊桐屬）53株，都具有典型的亞熱帶常綠闊葉林區系特征。

表4 兩個閩楠衛星樣地植物區系組成比較

從物種組成及扮演的角色看（表5），兩個樣地的喬木層中閩楠都是優勢種，其重要值均列第1位，但次優種不同，GS-22是粗糠柴和紅柴枝，而GS-23主要是擬赤楊、野含笑。灌木層物種差異較大，GS-22樣地閩楠是優勢中，其次是粗糠柴、尾葉山茶。而GS-23主要是茜樹、細枝柃、野含笑，閩楠列第4位（表中沒體現）。造成這種差異的主要原因是生境不同，GS-22位置地中坡位，裸巖率較大，而GS-23樣地在河邊。雖然裸巖率較大，但空氣溫度、土壤溫度較大，所以多陰性植物，且樹干多修長通直。

表5 兩個閩楠衛星樣地物種的重要值

2.2 群落數量特征

群落是種群生存和發展的背景，群落物種數量、個體密度等都會影響到群落中任何物種。比較GS-22和GS-23兩個群落物種多樣性（圖1），可以更清晰認識兩個群落的物種組成情況。由圖1可知，兩個群落的不同層次及不同指標有一差異。SP-23樣地的物種數（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指數(′)，均勻度()，都要比SP-22要高，但SP-22生態優勢度比SP-23高，說明GS-23樣地植物個體數量種間分配比較均勻，而SP-22集中到少數物種（如閩楠、粗糠柴）。同時，兩個樣地的喬木層的物種數、都有大小灌木層。

2.3 閩楠種群數量特征

分別統計2個衛星樣地中掛牌監測閩楠個體(≥1.0 cm)胸徑與樹高（表6）。GS-22樣地中有閩楠65株，最大胸徑75.6 cm，最高26.0 cm。GS-23樣地中有45株，最大胸徑88.5 cm，最高32.0 m，GS-22樣地胸徑較GS-23樣地相對集中，但樹高分布較分散。另外，GS-23樣地的閩楠要比GS-22更通直，其/更大。

加上未掛牌幼苗，GS-22、GS-23樣地分別有閩楠132與122株。按0~1 cm，1~5 cm，5~10 cm，10~15 cm，15~ 20 cm，20~25 cm，25~30 cm，30~35 cm，35~40，>40 cm將胸徑分成10個徑級，繪制種群年齡結構圖（圖2）。兩個種群的幼苗和幼樹、小樹所占比例都較大，而成年個體比例較小，年齡錐體表現為正立三角形，閩楠種群數量可能會在一定時期內持續增長。

圖1 兩個閩楠衛星樣地群落物種多樣性特征

表6 兩個閩楠種群胸徑與樹高的描述性統計量

2.4 活立木蓄積量

兩個閩楠群落活立木蓄積量分別為16.48 m3和25.85 m3，折合每667 m218.32 m3和28.71 m3，其中閩楠占的比例最大，分別占53.59%和49.98%（表7），

表7 官山閩楠群落蓄積量及物種分配

活立木蓄積量在樣地中分布并不均勻，GS-22樣地右上角明顯較大(9.13 m3)，而左上角明顯最小(0.67 m3)。GS-23樣地中上方最大(13.79m3)，右上方最小(1.24m3)。

圖2 兩個閩楠種群徑級結構比較

圖3 兩個閩楠群落的活立蓄積量空間分布

3 討論與結論

森林生態系統是一個動態系統。由于多種內外因素的影響，所有森林都會在不同尺度上發生著各種各樣地變化。掌握森林變化規律，需要長期定位監測。

定位監測是當前國際上最流行的、最有效的研究手段[8]。它是選擇典型林分，建立固定樣地，進行長期定位動態觀測，做到“三定”——定時、定位、定身份，保證研究的可重復性、長期跟蹤性和綜合性，從而克服隨機抽樣的偶然性與不確定性[5]。為配合官山常綠闊葉林動態監測樣地(GSP)研究，另外還有建立34塊衛星樣地，其中2 塊為閩楠林監測樣地。重點關注群落物種組成、群落結構和生態服務功能的動態變化及驅動因子。

種群的發展離不開群落的背景。通過對兩個衛星樣地的閩楠群落分析，表明二者區系組成相似。樟科、殼斗科、山茶科是群落的優勢科，符合亞熱帶常綠闊葉林的特征，但物種組成、群落密度都存在一定差異，SP-23樣地的物種數（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指數(′)，均勻度()，都要比SP-22要高，但SP-22生態優勢度比SP-23高，說明GS-23樣地植物個體數量種間分配比較均勻，而SP-22集中到少數物種（如閩楠、粗糠柴）。同時，兩個樣地的喬木層的物種數、都有大小灌木層，就其原因可能是與樣地位置有關。GS-22樣地位于中坡位，且裸巖率較高，嚴重妨礙種子著床和幼苗定植，只有那些幸運種子或萌生苗在非裸巖斑塊內才得以萌發生長，但在狹小空間必然加劇植物間的競爭，從而妨礙林下更新。

兩個衛星樣地中閩楠種群分別有132株和122株，雖然種群大小有一定差別，但其年齡結構相似，幼樹小樹較多，成年大樹較少，都表現為持續增長型種群。另外，兩樣地中閩楠長勢樹形也存在一定差異，GS-23明顯比GS-22修長通直，樹形指數/明顯要大。這可能與GS-23樣地位于溝谷河邊、土壤濕度和空氣相對濕度較大、光競爭激烈等因素有關。這也說明了閩楠喜肥喜濕的生物生態學特性[11]，但空氣相對濕度對樹木高生長的關系有待深入研究與驗證。

蓄積量是指一定森林面積上存在著的林木樹干部分的總材積，它可反映一定區域森林資源水平，也是森林生態服務功能和生態環境優劣的重要依據[12]。兩個樣地活立木蓄積量分別16.48 m3，25.85 m3（相當于每667 m2為18.32 m3、28.71 m3），顯著高于全國森林質量的平均水平（每667 m2為28.71 m3）[12]，其中閩楠占53.59%和49.98%。但需要說明的是，由于要嚴格遵守保護區政策，蓄積量是通過查江西省材積表而得，而閩楠監測的目的樹種，其材積是參考文獻樹干解析得。

總之，本文只是初步的整理和分析，初步了解閩楠群落的物種組成、群落背景、種群數量特征，若要深入認識閩楠，還必須對它們的個體生長發育、生活史、更新狀況、競爭關系、種群動態及與其他植物和環境因子間的關系進行詳細監測與綜合研究。

致謝：江西農業大學林學林學2014、園林2014的學生參與樣地設置和植物調查，部分學生參與資料整理。江西宜春林科所肖智勇工程師、官山保護區陳琳工程師參與植物調查與鑒定。

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Forest Monitoring in Guanshan:Community Composition and Stand Volume

YU Ze-ping1, WANG Guo-bing1, CHEN Lin1, YANG Qing-pei2*

（1. Administration of Jiangxi Guanshan National Nature Reserve, Yifeng, Jiangxi 336000, China; 2. School of Gardening and Landscape Design, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China）

Location monitoring is an important means for forest ecological research and forest resource management. To cooperate with the monitoring and research of Guanshan Broad-leaved Forest Monitoring Plot (GSP), twosatellite plots (GS-22, GS-23) were established, and the species composition and volume of these 2 communities were analyzed. The results showed that: (1) These 2 communities had similar floristic composition, of which Lauraceae, Fagaceae, and Theaceae were the dominant families, but there were differences between the number of species and the plant density, and at this point, both the number of species and the plant density at GS-23 plots were greater than that at GS-22. (2) The sizes of 2populations in 2 communities were 132 and 122 individuals, respectively. Their age structure were similar, showing a pyramid shape, young and small trees were more than the mature ones. (3) The stand volumes of 2 plots were 16.48 m3and 25.85 m3, respectively, (equivalent to 18.32 m3/mu, and 28.71 m3/mu), of whichaccounted for 53.59% and 49.98%. These work laid a solid foundation for the long-term study on these monitoring plots.

large plots in Guanshan;; rare plants; satellite plots; stand volume

S757.3

A

2095-3704（2018）01-0062-07

2018-02-10

全國生物多樣性野外監測示范基地修繕項目、中央財政林業國家級自然保護區補助資金項目和流域生物多樣性保護及藥用資源開發利用技術研究與示范項目（2012BAC11B02）

余澤平(1965—)，男，高級工程師，主要從事自然保護區科研管理與生態保護工作，462935869@qq.com；

通信作者：楊清培，教授，qingpeiyang@126.com。

余澤平, 王國兵, 陳琳, 等. 江西官山森林定位監測:閩楠群落組成與蓄積量[J]. 生物災害科學, 2018, 41(1): 62-68.