王良衍，應(yīng) 震，趙 綺，嚴(yán)春風(fēng)，張富杰

(1.浙江天童國家森林公園，浙江 寧波 315114；2.寧波市鄞州區(qū)林業(yè)技術(shù)管理服務(wù)站，浙江 寧波 315100)

浙江楠純林與異齡混交林群落結(jié)構(gòu)比較

王良衍1，應(yīng) 震1，趙 綺2，嚴(yán)春風(fēng)2，張富杰2

(1.浙江天童國家森林公園，浙江 寧波 315114；2.寧波市鄞州區(qū)林業(yè)技術(shù)管理服務(wù)站，浙江 寧波 315100)

以天童山13年生浙江楠人工純林與異齡混交林為研究對象，從生態(tài)學(xué)的視角比較分析其林分發(fā)育、林木競爭分化、樹高/胸徑比值和優(yōu)勢木生長的特征。結(jié)果表明：與純林相比，異齡混交齡林生長優(yōu)勢顯著；林分平均胸徑生長量提高1.8%，單株材積生長提高7.4%。樹高胸徑關(guān)系分析表明，異齡混交林中浙江楠個(gè)體的高生長得到顯著促進(jìn)，其樹高生長量比純林提高8.4%；異齡混交林、純林中浙江楠1～5級木的比例大小排序分別為3級(43.7%)>2級(26.5%)>4級(15.7%)>1級(12.9%)>5級(1.2%)；3級(34.7%)>2級(25.6%)>4級(20.0%)>1級(18.2%)>5級(1.2%)；直徑結(jié)構(gòu)都顯正態(tài)分布，純林分化程度大于異齡林。浙江楠純林、異齡林優(yōu)勢木分別占總株數(shù)的18.2%、12.9%，分別提供51.1%、35.4%的蓄積量，反映了自疏效應(yīng)導(dǎo)致的優(yōu)勢木貢獻(xiàn)。

浙江楠；人工純林；異齡混交林；林分結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)，林分的徑級結(jié)構(gòu)、樹種組成結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)決定了林分的功能。雖然林分結(jié)構(gòu)研究已有近百年的歷史，但在不同時(shí)期，其隨森林經(jīng)營目的有所變化，由過去的木材生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益逐漸向以多種效益并重的目標(biāo)發(fā)展。為克服人工林結(jié)構(gòu)單一、功能低效和生產(chǎn)力低下等諸多問題，德國林學(xué)家Gayer提出“人工林近自然化”的經(jīng)營理論，提倡使用鄉(xiāng)土樹種，倡導(dǎo)盡可能使林分的建立、撫育、采伐方式同“潛在的自然植被”接近，其經(jīng)營的目標(biāo)為：混交林—異齡林—復(fù)層林。其培育過程的核心是“單株木目標(biāo)樹”經(jīng)營體系，這對人工林進(jìn)行經(jīng)營培育是行之有效的方法。浙江楠(Phoebechekiangensis)是我國特有的珍貴用材樹種，其自然分布區(qū)較小，僅限于浙江、福建、江西和安徽南部。由于其良好的材質(zhì)，生長中速，抗逆性、萌芽能力強(qiáng)[1-7]，在2002年后，被引種到鄞州天童林場，成為受損馬尾松林疫木清理后恢復(fù)的重要造林樹種之一。本文從生態(tài)學(xué)的視角比較分析其純林和混交林的生產(chǎn)力、直徑結(jié)構(gòu)、生長特點(diǎn)，探討兩者結(jié)構(gòu)上的差異，為珍貴用材樹種人工林撫育和森林可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于寧波市鄞州區(qū)天童林場(29°48′N、121°47′E)，屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。年均氣溫16.2 ℃，≥10 ℃的年積溫為5166.2 ℃，Kira的溫度指數(shù)是135 ℃，無霜期237.8 d；年均降水量1375 mm，蒸發(fā)量1320.1 mm，相對濕度82%，年日照時(shí)間2057.9 h，日照率47%。調(diào)查地區(qū)的天然植被屬亞熱帶常綠闊葉林，在山坡立地類型上優(yōu)勢樹種為木荷(Schimasuperba)、栲樹(Castanopsisfargesii)、米櫧(Castanopsiscarlesii)等；在溝谷立地類型上優(yōu)勢種為南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、楓香(Liquidambarformosana)、薄葉潤楠(Machilusleptophylla)、紅楠(Machilusthunbergii)等，樹種組成復(fù)雜，多樣性高。

2 研究方法

選取天童林場13年生的浙江楠純林和異齡混交林(I酸II楠，即主林層為南酸棗和楓香，更新層為浙江楠)作為研究對象，浙江楠純林原為柑桔(Citrusreticulata)林，于2002年冬皆伐改造，并進(jìn)行穴墾整地，整地規(guī)格長×寬×深為0.5 m×0.5 m×0.35 m，2003年3月采用2年生I、II級實(shí)生苗(打小泥球)造林；初植密度3500株·hm-2，異齡混交林原為馬尾松(Pinusmassoniana)和南酸棗混交林，由于松樹受松材線蟲病危害而全部死亡，疫木清理后，保留林地上的南酸棗、楓香近成熟母樹，2003年春同上述方法整地與造林，初植密度3150株·hm-2。2個(gè)試驗(yàn)地位置相近，立地條件均為溝谷，地形相對一致。立地狀況見表1。在純林、異齡林中各設(shè)置0.433 hm-2、0.2 hm-2的大樣地，2013年12月對樣地進(jìn)行每木檢尺，調(diào)查植物名稱、數(shù)量、胸徑、樹冠和更新及樹木健康狀況，計(jì)算單株材積量和林分蓄積量。單株材積采用浙江省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院的計(jì)算公式：V=G(H+3)f，式中V為單株蓄積，G為胸徑斷面積，H為樹高，f為形數(shù)以0.38計(jì)算。蓄積量=單株平均材積×林分保留株數(shù)。

表1 樣地林分生長情況

*：*為異齡林I酸II楠，以分母表示。

林分分級方法利用每木檢尺數(shù)據(jù)，采用r=d/D公式計(jì)算，其中：d為林木胸徑(cm)，D為林分平均胸徑(cm)。根據(jù)r值大小將其劃分為5個(gè)等級[5]，1級木：r≥1.336；2級木：1.026 ≤r<1.336；3級木：0.712≤r<1.026；4級木：0.383≤r<0.712，5級木：r<0.383。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分浙江楠的生長比較

從表1、表2可知，浙江楠異齡混交林與純林樣地的立地條件大致相同，但異齡林中的浙江楠生長優(yōu)勢顯著。異齡林浙江楠胸徑、樹高的年平均生長量分別為0.45 cm、0.32 m，分別高于純林1.8%、8.4%，異齡林中浙江楠的高生長極顯著高于純林(P>0.01)。異齡林浙江楠的胸高斷面積為8.19 m2·hm-2，比純林稍小，主要原因與密度相關(guān)。從林分蓄積量來看，異齡林高達(dá)93.62 m3·hm-2，比純林提高3倍，其中浙江楠為22.16 m3·hm-2，異齡林中浙江楠生長效果顯著。

表2 純林與異齡混交林生長比較

3.2 不同林分浙江楠樹高/胸徑比的差異

林木個(gè)體間普遍存在的相關(guān)生長關(guān)系表示個(gè)體內(nèi)不同器官或同一器官不同方向按一定的幾何方式增長。環(huán)境條件的改變可以使這種幾何式增長發(fā)生變化，以適應(yīng)改變了的生長環(huán)境[8]。不同林分中浙江楠個(gè)體的樹高/胸徑比值的頻度分布見圖1。純林中浙江楠的樹高/胸徑比值分布于0.35～1.25之間，呈正態(tài)分布，其中比值在0.5～0.95之間的個(gè)體最多，占84.4%；而異齡林浙江楠的樹高/胸徑比值也分布于0.35～1.25之間，其中比值在0.5～1.1之間的個(gè)體最多，占89.5%。異齡林中楠木的樹高/胸徑比值大于0.8的個(gè)體數(shù)占31.1%，而純林中則僅占20.7%，經(jīng)方差分析二者差異顯著(P<0.01)。由此可見，異齡混交林對浙江楠樹干在垂直方向(樹高)的生長有顯著促進(jìn)作用，有利于楠木幼樹的健壯生長，個(gè)體發(fā)育勻稱，緩和了種內(nèi)分化。

圖1 不同林分浙江楠個(gè)體樹高/胸徑比值與胸徑徑級的頻度分布圖2 不同林分浙江楠林木分級的頻度分布

3.3 不同林分浙江楠徑級結(jié)構(gòu)的差異

徑級結(jié)構(gòu)能正確反映林分生長和林木間的競爭關(guān)系。隨著林木的生長，林分逐漸郁閉，林木種內(nèi)和種間競爭也變得劇烈，林木開始分化形成分級木。林分競爭狀態(tài)與其徑級分布范圍和株數(shù)有關(guān)[9]。徑級分布范圍反映了分化的存在與程度大小，分布范圍越寬，兩極級別存在的可能性越大，則分化存在的可能性越高；而不同徑級的株樹分布則反映了分化的強(qiáng)度，兩極級別的株數(shù)越多則分化強(qiáng)度越大。由圖2可知，異齡混交林1～5級木的比例由大到小排序分別為3級(43.7%)>2級(26.5%)>4級(15.7%)>1級(12.9%)>5級(1.2%)，純林1～5級木的比例由大到小排序分別為3級(34.7%)>2級(25.6%)>4級(20.0%)>1級(18.2%)>5級(1.2%)。兩者立木徑級分布趨勢大致相同，但所占比例差異顯著，異齡混交林1級和5級比例明顯低于純林；2～4級的比例大約占85.9%，比純林高5.6%，說明異齡混交林相對均衡。同時(shí)異齡混交林在1級和5級木的比例達(dá)14.1%，比純林少5.6%，說明純林的林木分化程度較強(qiáng)，林木競爭激烈，導(dǎo)致自然稀疏早于異齡林。

由圖3可知，浙江楠純林和異齡林的直徑結(jié)構(gòu)分布都呈單峰型，徑級分布連續(xù)，說明人工林下缺乏幼苗和幼樹。

圖3 不同林分的浙江楠的徑階分布圖

3.4 不同林分浙江楠的優(yōu)勢木生長

能否培育較多數(shù)量的優(yōu)勢目標(biāo)木并均勻分布，是獲取林分高質(zhì)高產(chǎn)的條件，也是大徑材培育的前提。由表3可知，純林和異齡混交林浙江楠人工林的優(yōu)勢木分別為630株和401株，占總株數(shù)的18.2%和12.9%，即提供了51.1%和35.4%的林分蓄積，說明了能夠提供森林經(jīng)營物質(zhì)收獲的主體部分是由部分?jǐn)?shù)量不多的優(yōu)勢木來完成的事實(shí)。這為以后生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大徑材的培育提供了有價(jià)值的信息。

表3 浙江楠純林與異齡混交林優(yōu)勢木數(shù)量與直徑對林分蓄積生長的作用分析

4 結(jié)論與討論

對浙江楠人工純林和異齡混交林的林分生長和結(jié)構(gòu)比較分析，結(jié)果表明：與純林相比，異齡混交林生長優(yōu)勢顯著；林分平均胸徑生長量提高1.8%，單株材積生長提高7.4%。樹高胸徑關(guān)系分析結(jié)果表明，異齡林中浙江楠個(gè)體的高生長得到顯著促進(jìn)，其樹高生長量比純林提高8.4%；異齡林浙江楠1～5級木的比例由大到小排序分別為3級(43.7%)>2級(26.5%)>4級(15.7%)>1級(12.9%)>5級(1.2%)，純林1～5級木的比例由大到小排序分別為3級(34.7%)>2級(25.6%)>4級(20.0%)>1級(18.2%)>5級(1.2%)；異齡混交林的分化程度較小，保持著較高的生長量。

本研究中，異齡混交林中的浙江楠樹高和胸徑生長優(yōu)于純林，這是由于異齡林密度相對較低以及樹種之間的競爭弱所導(dǎo)致的。一般來說，林分內(nèi)個(gè)體間存在著密度制約效應(yīng)，個(gè)體間因密度增加而產(chǎn)生對空間資源、物質(zhì)資源和光資源的競爭，從而導(dǎo)致有限的資源只能分配給那些競爭力強(qiáng)的個(gè)體，在此過程中，必然淘汰部分競爭力弱的個(gè)體，也使得部分個(gè)體處于競爭弱勢，從而會(huì)導(dǎo)致整體水平競爭力的下降，最終使得林分內(nèi)所有個(gè)體的長勢較差。相反，在同樣的資源供應(yīng)水平下，如果競爭的個(gè)體數(shù)較少，資源分配就充足，可以保證低密度林分所有個(gè)體的高生長。這種現(xiàn)象在本研究的不同林分中個(gè)體的樹高胸徑比中可以得到進(jìn)一步驗(yàn)證。樹高胸徑比值關(guān)系分析表明異齡林中浙江楠個(gè)體的樹高生長得到顯著的促進(jìn)，其樹高生長量比純林提高8.4%，充分說明異齡混交林有利于楠木的生長，個(gè)體發(fā)育均勻，緩和了種內(nèi)的分化，為林分生長提供了適宜的生長環(huán)境。研究中，純林和異齡混交林13年生浙江楠林分中已產(chǎn)生18.2%和12.9%的優(yōu)勢(1級)木，分別占51.1%和35.4%的蓄積量，表明了林分自疏效應(yīng)按照正向的異速生長關(guān)系發(fā)展，即：隨著自疏過程進(jìn)行，林分發(fā)育過程必然伴隨大部分競爭力弱的個(gè)體的淘汰，而林分總的蓄積量必然由少數(shù)的競爭力強(qiáng)的個(gè)體優(yōu)勢木來貢獻(xiàn)。因此，在目前的培育過程中應(yīng)加強(qiáng)優(yōu)勢目標(biāo)樹的培育，這對于林地生產(chǎn)力和森林更新具有十分重要的意義。由于浙江楠是長周期的栽培種，本研究觀測時(shí)間有限，有必要對其生長特征和林分自疏效應(yīng)進(jìn)行長期跟蹤觀測研究。

針對天童山2種浙江楠林分生長的情況，為盡快促進(jìn)干材階段的徑、高生長，發(fā)揮以珍貴用材樹種為主要生態(tài)效益，兼顧其它功能效益，應(yīng)改變傳統(tǒng)的林業(yè)栽培模式，采取近自然化經(jīng)營培育。在純林中由于林分已產(chǎn)生競爭分化，可在近期進(jìn)行1次撫育，除去林中灌藤，保留楓香、香樟(Cinnamomumcamphora)、紅楠等闊葉實(shí)生幼樹。在優(yōu)勢(1級)木中選擇健康、茁壯、干形圓滿通直的幼樹作為目標(biāo)樹，并編號掛牌，對其周圍4 m內(nèi)的干擾木進(jìn)行間伐或移植，促進(jìn)目標(biāo)樹的快速生長且均勻分布。對已結(jié)實(shí)的母樹，要加強(qiáng)上層光照和林地清理撫育，促進(jìn)天然更新，促使單層林盡快形成異齡林。對林地較瘠薄、楠木生長較差的地塊可施生物質(zhì)竹炭，改善土壤。在異齡混交林中，由于初植密度較低、林分分化程度低，也需進(jìn)行1次除去箬竹、灌藤的撫育，保留或留養(yǎng)林下實(shí)生的南酸棗、華東楠(Machilusleptophylla)、紅楠等頂級闊葉幼樹，從而增加林分的樹種混交和層次結(jié)構(gòu)，改善林分結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)人工林林分向地帶性常綠闊葉林的演替。

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Comparisonof the Community Structure between Pure and Uneven-agedmixedPhoebechekiangensisForests

WANG Liang-yan1，YING Zhen1，ZHAO Qi2，YAN Chun-feng2，ZHANG Fu-jie2

(1.TiantongNationalForestPark，Ningbo315114，Zhejiang，China；2.Yinzhoudistrictforestrytechnologymanagementservicestation，Ningbo315100，Zhejiang，China)

In this study，the 13 year growth artificial pure forests ofPhoebechekiangensisand unevenaged mixed forests in TianTong mountain has been selected as research objectives，and we analyzed the characteristics of forest stands development，competitive differentiation of forest，tree height/diameter ratio and the growth of dominated trees.Our results showed that，unevenaged mixed forests had a significantly growth advantage compared with pure forests；Average breast diameter growth increment of forest stands increased 1.8%，and individual volume reached 7.4%.Analyting the results of relationship between tree height and average breast diameter，we kown the individual growth of height ofPhoebechekiangensisin unevenaged mixed forests had been significantly boosted，and tree height growth was higher with 8.4% than pure forests；Proportion sequence of 1～5 level forest ofPhoebechekiangensisin unevenaged mixed forests and pure forest followed the series that 3(43.7%)>2(26.5%)>4(15.7%)>1(12.9%)> 5(1.2%)，3(34.7%)> 2(25.6%)> 4(20.0%)> 1(18.2%)> 5(1.2%)，respectively.The diameter structures of forests all followed normal distribution，but the degree of differentiation of pure forest was greater than unevenaged mixed forests.Artificial pure forests and unevenaged dominated forest accounted for 18.2% and 12.9% for the total，and accumulated 51.1% and 35.4% growing stock for total，respectively，indicating the dominated contribution induced by self-thinning effect.

Phoebechekiangensis；artificial pure forests；unevenaged mixed forests；stand structure

2014-04-20；

2014-05-20

寧波市重大科研項(xiàng)目(2012C10027)；寧波市科技攻關(guān)項(xiàng)目(2010C10028)；寧波市鄞州區(qū)科技項(xiàng)目(高效穩(wěn)定型中幼林的群落功能范式調(diào)控技術(shù)研究與示范)

王良衍 (1945—)，男，浙江紹興人，浙江天童國家森林公園高級工程師，從事營林和森林生態(tài)學(xué)研究。E-mail：yingzhen0908@foxmail.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.01.011

S725.2；S718.54+2

A

1002-7351(2015)01-0050-05