汪賢挺韋新良徐建

（1浙江省安吉縣龍王山自然保護(hù)區(qū)管理處 浙江安吉 313300；2浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江臨安 311300；3浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點實驗室 浙江臨安 311300）

龍王山區(qū)落葉闊葉林林分結(jié)構(gòu)特征研究

汪賢挺1韋新良2,3徐建2,3

（1浙江省安吉縣龍王山自然保護(hù)區(qū)管理處 浙江安吉 313300；2浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江臨安 311300；3浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點實驗室 浙江臨安 311300）

為全面掌握龍王山自然保護(hù)區(qū)落葉闊葉林的林分結(jié)構(gòu)特征，設(shè)置了3個100m×100m樣地，對其中的6個30m×30m樣方，進(jìn)行群落和林分調(diào)查。經(jīng)統(tǒng)計分析，結(jié)果表明龍王山落葉闊葉林中樹種種類多，優(yōu)勢樹種為小葉白辛樹和銳齒槲櫟，林分樹種組成具有一定的復(fù)雜性和多樣性。林分株數(shù)密度平均為1511株/hm2，林分樣地間差異不明顯。胸徑分布呈典型的倒“J”型；樹高主要集中在4-9m的樹高級，分布則呈偏左的正態(tài)分布。林分結(jié)構(gòu)總體上具有多樹種復(fù)層異齡的基本特征，具有良好的生物多樣性保護(hù)和植物種質(zhì)資源保存作用。

落葉闊葉林；林分結(jié)構(gòu)；龍王山

林分結(jié)構(gòu)是指樹木在林分中的組成、生長和分布狀態(tài)。林分結(jié)構(gòu)是在林分生長發(fā)育過程中逐漸形成的，其內(nèi)部存在著比較穩(wěn)定的規(guī)律和特定的性狀。對于林分結(jié)構(gòu)，主要采用樹種組成、年齡、直徑、樹高、形數(shù)、林層、密度和蓄積等指標(biāo)描述[1]。林分結(jié)構(gòu)包涵著林分所有的信息，它是森林經(jīng)營和分析中的一個重要因子[2]，了解和掌握森林的林分結(jié)構(gòu)對森林的經(jīng)營和保護(hù)有著重要的指示意義。

落葉闊葉林是我國重要的森林植被類型，蘊(yùn)藏著豐富的野生生物資源，不僅對野生動植物的保護(hù)和種質(zhì)資源保存具有十分重要的意義，在水土保持、釋氧固碳、景觀美化等生態(tài)建設(shè)方面也有著重要的意義。

龍王山自然保護(hù)區(qū)地處中熱帶北緣—暖溫帶南緣的過渡性氣候類型，其地理位置特殊，地形復(fù)雜，生境多變，孕育了豐富的植物資源，是浙江省植物種類最豐富的地區(qū)之一。其中，分布在海拔900-1500m左右的落葉闊葉林是龍王山森林植被的主體和核心，分布面積大，林相保存完整，種類組成復(fù)雜，優(yōu)勢樹種多，群系類型多具典型性和獨特性[3]。研究和掌握龍王山落葉闊葉林林分結(jié)構(gòu)特征，能夠為該地區(qū)落葉闊葉林的保護(hù)及可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地概況

龍王山自然保護(hù)區(qū)位于安吉縣，其東南與本省臨安市天目山區(qū)的西天目鄉(xiāng)接壤，西南與安徽寧國縣相鄰，北連本縣章村鎮(zhèn)，東北接本縣報福鎮(zhèn)。區(qū)域地理位置為E119°22′30″～119° 26′15″、N30°22′30″～30°27′30″，主峰海拔1587.4m，是浙北最高峰。山體坡度較大，巖石垂直節(jié)理發(fā)育，多懸崖陡壁，河谷深切，峰谷交錯，地形極為復(fù)雜。小氣候類型復(fù)雜，氣候垂直變化明顯。山麓年均溫15.5℃，無霜期225d，年降水量約1640mm，集中在6、7月份，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。龍王山巖石以凝灰?guī)r為主，另有少量流紋巖。主要的土壤類型有紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤、山地草甸土，以及高位沼澤。土壤腐殖質(zhì)層較厚，肥力較高。適宜的氣候，豐富的小氣候類型，復(fù)雜的地形和肥沃的土壤，為植物生長提供了優(yōu)越的自然條件。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

在龍王山海拔900-1500m左右的落葉闊葉林地段，采用典型選樣法選取具有代表性的林分，在林分內(nèi)采用全站儀測設(shè)3個100m×100m的樣地，在每個樣地的西南角和東北角各選設(shè)1個、共6個30m×30m樣方。對每個樣方進(jìn)行群落調(diào)查和林分調(diào)查，對胸徑≥5cm的木本植物個體進(jìn)行種類識別、掛牌、定位，并每木檢尺測定其胸徑、樹高、枝下高、南北冠幅和東西冠幅。

2.2 優(yōu)勢種確定

樹種組成是最基本的林分結(jié)構(gòu)因子[4]。優(yōu)勢樹種對群落形成和群落結(jié)構(gòu)有明顯的抑制作用[5]，對林分樹種結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究要首先確定林分中的優(yōu)勢樹種。森林群落優(yōu)勢樹種的確定采用常規(guī)的重要值法。重要值是一個比較客觀的數(shù)值,能較充分地顯示出不同植物種群在群落中的地位和作用[6]。重要值計算公式為：

樹種重要值=（相對多度+相對頻度+相對顯著度）/3

2.3 株數(shù)密度

株樹密度是進(jìn)行林業(yè)調(diào)查時常用的一個指標(biāo)[7]。采用統(tǒng)計方法，用單位面積林木株數(shù)表達(dá)。用變動系數(shù)反映樣方間的株數(shù)密度差異情況。株數(shù)密度變動系數(shù)計算公式為：

式中，CV為樣方間的株數(shù)密度變動系數(shù)

σ為樣方間的株數(shù)密度標(biāo)準(zhǔn)差

μ為樣方間的株數(shù)密度平均值

2.4 胸徑、樹高結(jié)構(gòu)

胸徑結(jié)構(gòu)是林分內(nèi)各種大小直徑林木按徑階的分配狀態(tài)，是最重要、最基本的林分結(jié)構(gòu)因子之一，它直接影響著林木的樹高、干形、材積材種及樹冠等因子的變化[1]。樹高結(jié)構(gòu)是林分內(nèi)各種林木高度在垂直層次上按樹高級的分配狀態(tài)，是反映林木對垂直生長空間利用程度的主要特征指標(biāo)。

對于林分中林木的胸徑結(jié)構(gòu)和樹高結(jié)構(gòu)的研究，采用適用性最為普遍的Weibull分布模型來模擬林分的胸徑結(jié)構(gòu)、樹高分布規(guī)律。三參數(shù)Weibull分布的概率密度函數(shù)為：

式中，a、b、c分別稱為位置參數(shù)、尺度參數(shù)及形狀參數(shù)，e為自然對數(shù)的底，文中x分別對應(yīng)徑階、樹高級的頻數(shù)，f(x)分別對應(yīng)各徑階、樹高級數(shù)百分?jǐn)?shù)。

在此基礎(chǔ)上，通過對比林分胸徑、樹高實際分布曲線與擬合曲線進(jìn)行分析探討。

3.1 樹種結(jié)構(gòu)

經(jīng)過對樣方調(diào)查數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示6個樣方內(nèi)胸徑5cm 以上喬木層物種共有65種、計816株。從樹種的重要值來看（見表1），小葉白辛樹的重要值為0.2033，相對頻度、相對多度、相對顯著度分別為0.1533、0.1998、0.2570，在四個指標(biāo)上均位列所有樹種第一且優(yōu)勢明顯，表明小葉白辛樹是落葉闊葉林中的首要優(yōu)勢樹種。其次是銳齒槲櫟，其重要值為0.1630，相對頻度、相對多度、相對顯著度分別為0.1176、0.1255、0.2460，為第二優(yōu)勢樹種。重要值在0.0200～0.1000的樹種有小葉白辛樹、銳齒槲櫟、錐栗、四照花、杜梨、燈臺樹、長柱紫荊、玉鈴花、華東椴、青錢柳等10種。結(jié)果表明龍王山落葉闊葉林的樹種種類多，生物多樣性豐富，林分樹種組成具有一定的復(fù)雜性。

表1 優(yōu)勢樹種組成Table 1 The dominant tree species of community

3 結(jié)果與分析

3.2 林分密度

林分樣方間平均株樹密度為1511株/hm2、變動系數(shù)CV為0.225。各樣方間株樹密度相對較均衡，表明龍王山落葉闊葉林株樹密度地段差異性不大。

3.3 胸徑結(jié)構(gòu)

林分中林木胸徑分布范圍為5-43.07cm，分布范圍較大。林木胸徑以2cm為一個徑階，統(tǒng)計林分中各徑階的林木數(shù)，見表4。從各徑階株數(shù)分布來看，林木中每個徑階均有一定的株數(shù)。林分內(nèi)以6cm徑階的林木最多，隨著徑階的增大，林木株數(shù)逐漸減少。小徑級林木（徑階≤14cm）占林分總株數(shù)的63.6％，中徑級林木（16cm≤徑階≤26cm）占31.4％，大徑級林木（≥28cm）占5.0％，表明龍王山落葉闊葉林總體處于異齡林結(jié)構(gòu)，從另一個側(cè)面也反映出龍王山落葉闊葉林林分生長發(fā)育狀況良好。

表3 株樹徑階分布Table 3 Distribution of plant number in different diameter class

對胸徑實際分布用Weibull函數(shù)擬合，見表4和圖1。結(jié)果表明：用Weibull函數(shù)擬合的曲線呈明顯的倒“J”型，擬合相關(guān)指數(shù)R2達(dá)0.9467，表明總體擬合效果優(yōu)。擬合曲線中，徑階10-20cm之間的林木偏差較大，而擬合大徑階的林木較準(zhǔn)確。直徑實際分布曲線在5-10cm徑階之間急劇下滑，而在10-20cm徑階之間較平穩(wěn)。

表4 Weibull分布函數(shù)擬合的參數(shù)值Table 4 Values of parametric fitting of Weibull distribution

圖1 直徑實際分布與Weibull分布對比Figure.1 The actual distribution in contrast with Weibull distribution

3.4 樹高結(jié)構(gòu)

林分中林木樹高分布范圍為1-16.8m，分布范圍較大，其中，最低樹高為0.8m，平均樹高為7.93m。林木樹高以1m為一個樹高級，統(tǒng)計林分中各樹高級的林木數(shù)，見表4。從各樹高級株數(shù)分布來看，林木中每個樹高級均有一定的株數(shù)。林分內(nèi)以5-6m樹高級的林木最多，主要集中在4-9m的樹高級，4m以下和12m以上的林木較少。總體來說，以中級樹高林木為主。

對樹高實際分布用Weibull函數(shù)擬合，見表5和圖2。結(jié)果表明：用Weibull函數(shù)擬合的曲線呈明顯的偏左正態(tài)分布，擬合相關(guān)指數(shù)R2達(dá)0.9833，表明總體擬合效果優(yōu)。擬合曲線中，Weibull函數(shù)在擬合1-3m樹高級時誤差較大，對其余樹高級的林木分布有較好的擬合。

表5 樹高分布Table 5 Distribution of plant number in different height class

圖2 樹高實際分布與Weibull分布Figure.2 The actual distribution in contrast with Weibull distribution

4 結(jié)論與討論

龍王山落葉闊葉林中樹種種類多，優(yōu)勢樹種為小葉白辛樹和銳齒槲櫟，林分樹種組成具有一定的復(fù)雜性和多樣性。林分株數(shù)密度平均為1511株/hm2，林分樣地間差異不明顯。胸徑分布呈典型的倒“J”型；樹高主要集中在4-9m的樹高級，分布則呈偏左的正態(tài)分布。林分結(jié)構(gòu)總體上具有多樹種復(fù)層異齡的基本特征，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能很好地發(fā)揮生物多樣性保護(hù)和植物種質(zhì)資源保存作用。

龍王山落葉闊葉林經(jīng)過長期的保護(hù)，依靠自然力生長，林木胸徑和樹高分布范圍較廣，林木水平分布比較均勻，樹冠垂直分布層次相對分散，林木個體生長發(fā)育分化有序，同一樹種不同林木間和不同樹種間的自然競爭適當(dāng)，對森林群落生長空間有著較好的自然利用，這種自然生長模式林分對落葉闊葉林的營造有一定的實際參考和應(yīng)用價值。

[1]孟憲宇. 測樹學(xué)[J].北京：中國林業(yè)出版社,2006,71-80.

[2]雷相東, 唐守正.林分結(jié)構(gòu)多樣性指標(biāo)研究綜述[J].林業(yè)科學(xué),2002,38(3):140-146.

[3]劉茂春, 施德法. 安吉龍王山天然森林植被的研究[J]. 浙江林學(xué)院學(xué)報,1991 ,8(3): 355-365.

[4]Sari Pitkanen. Classification of vegetational diversity in managed boreal forests in eastern Finland[J]. Plant Ecology,2000,146:11-28.

[5]湯孟平, 周國模, 施擁軍, 等.天目山常綠闊葉林優(yōu)勢種群及其空間分布格局[J].植物生態(tài)學(xué)報,2006,30(5):743-752.

[6]歐祖蘭, 李先琨, 蘇宗明, 等. 元寶山兩類森林群落的喬木物種多樣性. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報[J]. 2003,9(6): 563-568.

[7]張志華, 韋新良, 湯孟平,等.天目山針闊混交林楓香結(jié)構(gòu)特征研究[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2012,29(6):867-874.

Research on Structural Characteristic of deciduous broad-leaved forest in Longwang Mountain

To realize the structure characteristic of deciduous broad-leaved forest well，3 sample plots of 100m×100m were set in Longwang Mountain Natural Reserve and 6 sample plots of 30m×30m were surveyed. The structure rules mainly include tree species、density、DBH and height were studied, and made fitting of the structure by the application of Weibull distribution function. The research shows that the deciduous broad-leaved forest in this area had rich plant species. The composition of tree species was complicated and diversified and the dominant tree species were Pterostyrax corymbosus andQuerus aliena var. acuteserrata.The distribution of trees were relatively balanced ,and the region differences of the deciduous broad-leaved forest were small，with the stand density averaging 1511 strain/hm2.The DBH distribution presented a typical type of “J”. And the tree height distribution was a left normal distribution，which concentrated in 4-9m. Generally，stand structure had the basic characteristics of multi-species and uneven aged，which possessed the biodiversity conservation and plant species resources.

deciduous broad-leaved forest；stand structural；Longwang Mountain

S758.5+3

A

1004-7743（2014）02-0032-04

2014-02-26