云南省亞熱帶不同海拔區間云南松天然林生長規律研究

皇寶林，朱家諾，溫慶忠

(1.云南省林業調查規劃院,云南 昆明 650051；2.宣威市林業草原局，云南 宣威 655400)

云南松(Pinusyunnanensis)是中國特有物種，也是我國西南地區主要森林樹種之一。云南松林是云南省現存面積最大的森林類型，占云南省林分總面積的28.25%，森林蓄積量的21.52%，其重要性不言而喻。長期以來，研究人員對云南松開展了許多研究，包括對云南松的分布[1]、生物學與生態特征、森林保護、經營利用[2]、地理種源、遺傳資源[3]、群落結構特征及物種多樣性[4]、林分直徑結構[5]、雨雪冰凍影響[6]、有害生物入侵影響[7]、碳儲量估算[8]、資源動態[9]等方面，對云南松林的生長規律也開展了研究，李本德等采用測樹樣地和采伐樣地等資料建立了直徑、樹高生長的相關關系[10]，陳建珍[11]、束傳林[12]等以滇中一平浪林場云南松天然次生林樹干解析資料對云南松單株木生長規律進行了研究，但云南松生長規律研究的系統性仍然不足，尤其是分區域和海拔帶的云南松林生長規律研究未見報道。本文采用森林資源連續清查獲得的云南松林樣地調查大數據，研究亞熱帶云南松不同海拔區間天然林生長規律，為準確計算云南松林年度蓄積變化提供科學依據。

1 云南松林概況

云南松林為我國西部偏干性亞熱帶的典型代表森林類型,屬暖溫性針葉林,在云南省分布廣泛,是云南高原上現存面積最大的森林類型,據云南省森林資源連續清查第七次復查結果,云南松林占云南省林分總面積的28.25 %，占森林總蓄積量的21.52%,云南松林以滇中高原為中心,在西藏、四川、廣西、貴州與云南相鄰的部分區域也有分布，是云南省乃至我國西南地區最重要的森林。云南半濕潤常綠闊葉林分布的區域也是云南松林的集中分布區。在植被發生上，現有大面積分布的云南松林屬于半濕潤常綠闊葉林被破壞后形成的次生性森林。分布地域氣候屬亞熱帶高原季風類型，冬暖夏涼，夏秋季雨量集中，冬春干旱嚴重，干濕季分明。

2 研究方法

采用云南省1987—2017年森林資源連續清查獲得的云南松林樣地的調查監測數據，選擇分布于亞熱帶的樣地，按照不同的海拔帶，運用數理統計、圖表分析等方法，以樣木胸徑生長量為基礎，對云南松天然林林木的生長規律進行分析研究。

2.1 樣地布設

按6 km×8 km 間距機械布設樣地，樣地面積800 m2,為28.28 m×28.28 m的正方形樣地，全省共布設 7 974 個。監測期間相鄰兩期同一樣地優勢樹種均為云南松天然林的樣地分布見圖1。

圖1 云南省云南松天然林監測樣地分布Fig.1 Distribution of monitoring plots of Pinus yunnanensis natural forest in Yunnan Province

2.2 樣地調查

森林資源連續清查樣地為固定樣地，即樣地位置、周界固定。從1987年開始，每間隔5年對樣地進行復查，從而實現對樣地變化情況的監測。對樣地內胸徑大于等于5 cm的林木需進行每木調查，即確定每一株樣木的類型、編號、位置、樹種并測量胸徑和樹高及其它相關信息。

2.3 樣本獲取及處理

樣地篩選原則：選擇分布于亞熱帶的樣地，樣地后期必須為復測樣地，樣地前后期的地類必須為喬木林，優勢樹種必須為云南松。被篩選出的樣地數量詳見表1。根據以往研究，樣地按海拔 1 500 m以下、1 501～2 000 m、2 001～2 500 m、2 500 m以上4個海拔區間段進行劃分。

表1 云南松天然林樣地數量統計

樣本篩選原則：在篩選來的樣地中選擇前后兩期均存在的樣木，樣木編號一致，樹種為云南松，且胸徑在6～40徑階，排除本期已采伐或枯損的，也排除因采脂或掉皮出現負生長的。篩選出符合要求的樣本詳見表2。

表2 云南松天然林樣本數量統計

2.4 胸徑生長率計算方法

胸徑生長率的計算采用復利公式，設某樣本的胸徑生長率為Pd，前期胸徑為D1，本期胸徑為D2，兩期調查間隔時間為5 a，則：

3 結果與分析

3.1 海拔 1 500 m以下區域云南松胸徑生長率

海拔 1 500 m以下區域云南松分布相對較少，樣木量 8 524 株，在4個海拔區間段中樣本數最少，總體上呈現出徑階越大，樣本量越小的規律，樣本量最大的是8徑階的樣木，達 1 440 株，其次是6徑階樣木，為 1 379 株，僅34、36、38、40這4個徑階樣木未達到大樣本數量(≥30)，計算得到的精度較高，10個徑階的精度大于90%(表3)。

從表3數據可以看出，胸徑生長率從6徑階的7.12%逐步遞降至40徑階的0.62%，呈現出徑階越小相對生長率越大的規律。

3.2 海拔 1 501～2 000 m區間段云南松胸徑生長率

海拔 1 501～2 000 m區間段云南松樣木總量為35 386 株，也呈現出徑階越大，樣本量越小的趨勢，樣本量最大的是6徑階的樣木，達 8 315 株，其次是8徑階樣木，為 7 462 株，僅36、38、40這3個徑階樣木未達到大樣本數量(≥30)，計算得到的精度較高，6～26徑階的精度大于90%，28～34徑階的精度大于80%(表4)。

從表4數據可以看出，胸徑生長率從6徑階的5.80%逐步降至40徑階的0.64%，反映出徑階越小相對生長率越大的規律，但較海拔 1 500 m以下云南松生長率低。

表4 海拔 1 501～2 000 m區間段云南松胸徑生長率

3.3 海拔 2 001～2 500 m區間段云南松胸徑生長率

海拔 2 001～2 500 m區間段云南松胸徑生長率計算結果如表5所示，該海拔區間段是云南松分布最集中區域，樣本量也最大，達 47 097 株，徑階樣本分布規律是小徑階多，大徑階少，從6徑階的 12 405 株遞減至40徑階的24株，僅40徑階樣木未達到大樣本數量(≥30)，胸徑生長率除38、40這兩個徑階計算精度未達80%外，6～36徑階計算精度均在80%以上，6～28徑階精度大于90%。

從表5數據可以看出，胸徑生長率從6徑階的5.11%逐步降至40徑階的0.91%，呈現出徑階越小相對生長率越大的規律。

表5 海拔 2 001～2 500 m區間段云南松胸徑生長率

3.4 海拔 2 500 m以上區域云南松胸徑生長率

表6是海拔 2 500 m以上區域云南松胸徑生長率計算分析結果，該海拔區域是云南松分布的上限，樣本量 25 514 株，相較前2個海拔區間段少。徑階樣本分布規律為小徑階多，大徑階少，從6徑階的 5 800 株遞減至40徑階的34株，可能由于高海拔地區受人為干擾相對小等原因，全部徑階樣木均達到大樣本數量(≥30)，胸徑生長率除38、40這兩個徑階計算精度未達80%外，6～36徑階計算精度均在80%以上，6～30徑階精度大于90%。胸徑生長率從6徑階的5.02%逐步降至40徑階的0.66%，呈現出徑階越小相對生長率越大的規律。

3.5 不同海拔區間段云南松胸徑生長率對比分析

表7列出了不同海拔區間段云南松胸徑生長率，通過對比可以看出，隨海拔的升高，生長率呈下降趨勢，如6徑階云南松從 1 500 m以下海拔區域的7.12%，到 1 500～2 000 m海拔區間段時為5.8%，2 001～2 500 m海拔區間段時為5.11%，2 500 m以上海拔區域時為5.02%，呈現出明顯的逐漸遞降規律。這是一個總體趨勢，反映出海拔越高，熱量和積溫遞減，云南松的生長也相應趨緩。

值得關注的是，上述規律在云南松26以上徑階分布于 2 001～2 500 m海拔區間段的樣木生長率出現了異常變化(表7、圖2)，分布該海拔區間段26及以上徑階的生長率總體上(除38徑階外)明顯高于其他3個海拔區間段的。

表7 不同海拔區間云南松胸徑生長率對比

以徑階26的云南松為例，2 001～2 500 海拔區間段的生長率為1.50%，大于 1 500～2 000 m海拔區間段的生長率1.42%，顯著大于 2 500 m以上海拔區域的生長率1.22%，與 1 500 m以下海拔區域的生長率1.50%持平。除 1 500 m以下海拔區域云南松的28、30、36、38徑階生長率大于 2 001～2 500 m海拔區間段的生長率外，云南松 2 001～2 500 m海拔區間段的生長率均顯著高于其它海拔區間段的。這反映出云南松怎樣的生物學和生態學意義？26及以上徑階對云南松而言意味著其生長周期已接近或進入了成熟階段，仍能保持高于其它海拔區間的生長率，是否說明這個海拔區間的自然環境條件更適宜云南松生長發育，該海拔區間與滇中高原的范圍大體一致，干濕分明的高原季風氣候在此區域表現尤為典型，這個推斷是否成立，仍有待進一步研究。

4 結論

1)云南省亞熱帶云南松的胸徑生長率呈現出徑階越小生長率越大的規律，這個規律在4個海拔區間均具一致性。

2)不同海拔區間云南松的胸徑生長率隨海拔升高總體呈明顯遞減趨勢，反映出隨海拔升高熱量和積溫隨之下降，云南松的生長也相應趨緩。

3)在海拔升高、生長率遞減總趨勢下， 2 001～2 500 m海拔區間的云南松26及以上徑階樣木生長率出現了異常變化，該海拔區間26以上徑階的生長率總體上明顯高于其他3個海拔區間的。隱含的生物學和生態學意義或其它學科問題仍有待進一步地研究。