長(zhǎng)白山區(qū)天然柞樹種群空間結(jié)構(gòu)特征

劉小溪

（吉林亞泰環(huán)境工程有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130022）

林木種群結(jié)構(gòu)是種群內(nèi)林木個(gè)體的空間分布格局及其屬性的聯(lián)系，對(duì)生境與物種多樣性具有決定性，并在一定程度上影響著森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量[1-3]。近年來越來越多的學(xué)者對(duì)主要建群樹種的種群結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析。吳二煥等研究發(fā)現(xiàn)海南蘇鐵種群內(nèi)幼樹、中樹居多，但大樹少，幼苗最少，更新力不強(qiáng)，種群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為穩(wěn)定型[4]。陳科屹等研究表明長(zhǎng)白山北坡天然次生林臭冷杉和紅松種群的自然更新較好，增長(zhǎng)潛力較大；魚鱗云杉和蒙古櫟種群的自然更新不足，群落存在偏離穩(wěn)定狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)[5]。拓鋒等研究表明祁連山大野口流域青海云杉種群為穩(wěn)定增長(zhǎng)型種群，只要未來不遭受強(qiáng)烈干擾，種群數(shù)量會(huì)保持逐漸增長(zhǎng)[6]。柞樹是吉林省中東部天然次生林的主要建群樹種，了解柞樹種群林分結(jié)構(gòu)特征，對(duì)維持種群內(nèi)生物多樣性的穩(wěn)定，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展是至關(guān)重要的[7]。本文對(duì)長(zhǎng)白山森工集團(tuán)大石頭林業(yè)局天然柞樹種群林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)掌握該地區(qū)柞樹種群林分空間結(jié)構(gòu)多元分布具有重要作用，為在進(jìn)行森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)過程中能提出更精確、更全面的經(jīng)營(yíng)方案提供參考。

表1 柞樹種群樣地林分因子Tab.1 Stand factors of Quercus mongolica Fisch population

一、研究地概況

大石頭林業(yè)局隸屬長(zhǎng)白山森工集團(tuán)，位于長(zhǎng)白山北麓，延邊朝鮮族自治州西部。屬大陸性季風(fēng)氣候，由南向北氣溫逐步升高，降水逐步減少。年平均氣溫為2.2℃，年平均降水量南部為629.1mm。森林植被類型豐富，主要闊葉樹種有柞樹、紫椴、色木槭、榆樹、白樺、水曲柳、黃檗、胡桃楸，主要針葉樹種有紅松、云杉、落葉松和樟子松。

二、研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2014 年大石頭林業(yè)局森林資源調(diào)查復(fù)位樣地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，篩選天然柞樹集中分布樣地?cái)?shù)據(jù)，共計(jì)24 個(gè)。其中林分類型分別為闊葉混交林樣地10 個(gè)，柞樹純林樣地12 個(gè)，針闊混交林樣地2 個(gè)。篩選的數(shù)據(jù)庫(kù)包括樣地號(hào)、樹種、胸徑、樹高、公頃蓄積和公頃株數(shù)等字段。

（二）林分結(jié)構(gòu)劃分

徑級(jí)結(jié)構(gòu)：以5.0-6.9cm為6cm徑級(jí)、7.0-8.9cm為8cm徑級(jí)、9-10.9cm為10cm 徑級(jí)，以此類推，其中大于31cm 均為32cm 徑級(jí)。

高度級(jí)：分為5m 以下高度級(jí)，以5.0-6.9m 為6m 高度級(jí)、7.0-8.9m為8m 高度級(jí)、9-10.9m 為10m 高度級(jí)，以此類推，其中大于20.9m 均為20m 以上高度級(jí)。

（三）統(tǒng)計(jì)方法

利用Excel 軟件和SAS9.1 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和t 值檢驗(yàn)。

三、結(jié)果與分析

（一）樣地林分因子

對(duì)柞樹種群3 種林分類型的樣地林分因子進(jìn)行調(diào)查，可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個(gè)體較小。其中平均胸徑分別為15.0cm、14.2cm 和12.3cm；平均樹高分別為12.1m、12.2m 和11.0m。3 種林分類型的樣地內(nèi)林分密度較大，公頃株數(shù)平均值分別為1179 株、1298 株和1007 株。

（二）種群徑級(jí)結(jié)構(gòu)

對(duì)3 種林分類型柞樹種群各徑級(jí)林木個(gè)體數(shù)量進(jìn)行整理（圖1），可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個(gè)體數(shù)量總體上均隨著徑級(jí)增加而逐漸減少，呈倒“J”型分布，屬于典型的增長(zhǎng)型群落。針闊混交林和柞樹純林中林木個(gè)體數(shù)量在22-24cm 徑級(jí)均出現(xiàn)二次“小高峰”，說明這兩個(gè)林分類型中柞樹種群相對(duì)穩(wěn)定。

進(jìn)一步將6-14cm 徑級(jí)整合為幼樹、16-24cm 徑級(jí)整合為中齡樹、26cm 徑級(jí)以上整合為成齡樹（表2）。可以看出3 種林分類型中幼樹數(shù)量比例均大于中齡樹和成齡樹，其中針闊混交林的幼樹數(shù)量比例最大為71.1%，且與其他兩種林分類型幼樹數(shù)量比例均達(dá)到顯著差異；柞樹純林中齡樹比例最大為25.7%，與針闊混交林中齡樹數(shù)量比例達(dá)到顯著差異；闊葉混交林成齡樹數(shù)量比例最大為14.3，與針闊混交林成齡樹數(shù)量比例達(dá)到顯著差異。主要由于闊葉混交林中大徑級(jí)散生木數(shù)量較多，對(duì)成齡樹數(shù)量比例影響較大；而針闊混交林中高大的針葉樹冠對(duì)冠下幼樹生長(zhǎng)影響較大。

表2 柞樹種群徑級(jí)個(gè)體數(shù)量整合表Tab.2 Integration table of diameter class individuals of Quercus mongolica Fisch population

（三）種群冠層結(jié)構(gòu)

對(duì)3 種林分類型柞樹種群各高度級(jí)林木個(gè)體數(shù)量進(jìn)行整理（圖2），可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個(gè)體多出現(xiàn)在6m、8m 和20m 以上三個(gè)高度級(jí)上。柞樹種群中林冠下新生下層和上層林木個(gè)體數(shù)量較多，中層林木個(gè)體數(shù)量較少，是典型單層林分特征。

進(jìn)一步將8m 以下高度級(jí)整合為下層、10-16m 高度級(jí)整合為中層、18m 高度級(jí)以上整合為上層（表3）。可以看出3 種林分類型中下層林木數(shù)量比例均大于中層和上層，說明柞樹種群冠下天然更新能力較強(qiáng)。其中針闊混交林的下層林木數(shù)量比例最大為52.1%，且與其他兩種林分類型下層林木數(shù)量比例均達(dá)到顯著差異；柞樹純林中層林木數(shù)量比例最大為35.8%，與針闊混交林中層林木數(shù)量比例達(dá)到顯著差異；闊葉混交林上層數(shù)量比例最大為28.4%，與其他兩種林分類型上層林木數(shù)量比例差異均不顯著。

表3 柞樹種群高度級(jí)個(gè)體數(shù)量整合表Tab.3 Integration table of high level individuals of Quercus mongolica Fisch population

四、結(jié)論

闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中柞樹種群林木個(gè)體較小，平均胸徑最大為15.0cm，平均樹高最大為12.2m；林分密度較大，最大公頃株數(shù)平均值可達(dá)1298。3 種林分類型柞樹種群林木個(gè)體數(shù)量總體上均呈倒“J”型分布，屬于典型的增長(zhǎng)型群落，幼樹數(shù)量比例均大于中齡樹和成齡樹。其中針闊混交林的幼樹數(shù)量比例最大為71.1%，柞樹純林中齡樹比例最大為25.7%，闊葉混交林成齡樹數(shù)量比例最大為14.3。3 種林分類型柞樹種群各高度級(jí)林木個(gè)體多出現(xiàn)在6m、8m 和20m 以上三個(gè)高度級(jí)上，下層林木數(shù)量比例均大于中層和上層。其中針闊混交林的下層林木數(shù)量比例最大為52.1%，柞樹純林中層林木數(shù)量比例最大為35.8%，闊葉混交林上層數(shù)量比例最大為28.4%。