余澤平，王國(guó)兵，陳 琳，楊清培

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江西官山森林定位監(jiān)測(cè)：閩楠群落組成與蓄積量

余澤平1，王國(guó)兵1，陳 琳1，楊清培2*

（1. 江西官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，江西 宜豐 336300；2. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江西 南昌 330045）

定位監(jiān)測(cè)是森林生態(tài)學(xué)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(jiān)測(cè)與研究，增設(shè)了2個(gè)閩楠衛(wèi)星樣地（GS-22，GS-23），并對(duì)其群落物種組成和蓄積量本底進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）兩個(gè)群落區(qū)系組成相似，樟科(Lauraceae)、殼斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)是優(yōu)勢(shì)科，但物種組成、群落密度都存在一定差異，GS-23樣地物種數(shù)量、植物密度都大于SP-22。（2）兩個(gè)群落中閩楠種群大小分別為132株和122株，二者年均結(jié)構(gòu)相似，幼樹(shù)、小樹(shù)較多，種群年齡結(jié)構(gòu)都是增長(zhǎng)型。（3）兩個(gè)樣地活立木蓄積量分別16.48 m3，25.85 m3（相當(dāng)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(wèi)星樣地；蓄積量

閩楠()為樟科常綠喬木，樹(shù)干高大通直，木材芳香堅(jiān)韌，紋理結(jié)構(gòu)美觀，樹(shù)形內(nèi)涵端莊，因此它不僅是上等木材，而且也是優(yōu)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(xiàn)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(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄，亟需加強(qiáng)保護(hù)與研究。

定位監(jiān)測(cè)是森林生態(tài)學(xué)研究與森林資源管理的重要手段[4]。2014年4月，在財(cái)政部、環(huán)保部“全國(guó)生物多樣性野外監(jiān)測(cè)示范基地修繕項(xiàng)目”支持下，開(kāi)始建設(shè)12 hm2官山常綠闊葉林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(shè)34個(gè)衛(wèi)星樣地。這些樣地主要包括本區(qū)域主要森林類型和珍稀瀕危植物，從此官山森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)樣地網(wǎng)絡(luò)初步形成。

本文主要統(tǒng)計(jì)分析2個(gè)閩楠衛(wèi)星樣地（GS-22，GS-23）的本底資料，包括群落物種組成、群落結(jié)構(gòu)、活立木蓄積量以及閩楠種群的數(shù)量、徑級(jí)結(jié)構(gòu)等指標(biāo)。目的是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)閩楠生物生態(tài)學(xué)特性，及時(shí)掌握資源現(xiàn)狀和消長(zhǎng)變化動(dòng)態(tài)、預(yù)測(cè)生態(tài)功能變化與資源發(fā)展趨勢(shì)，為今后的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和研究提供基礎(chǔ)資料，為自然保護(hù)與資源經(jīng)營(yíng)管理科學(xué)決策服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

江西官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，屹立于鄱陽(yáng)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(biāo)28°30′~28°40′N，114°29~114°45′E。保護(hù)區(qū)總局面積11 500.5 hm2，其中核心區(qū)為3 621.1 hm2，緩沖區(qū)1 466.4 hm2，實(shí)驗(yàn)區(qū)6 413.0 hm2[5]。適宜的亞熱帶暖濕東南季風(fēng)氣候、獨(dú)特的地理位置和復(fù)雜的地貌特征，不僅讓這里成為我國(guó)重要的生物多樣性分布中心和物種遷移通道，同時(shí)也孕育了豐富的常綠闊葉林資源，是我國(guó)亞熱帶一顆璀璨的綠色明珠。這些森林中還混生有相當(dāng)數(shù)量的閩楠，而且在局部地段還形成閩楠群落[6]。

1.2 樣地設(shè)置

在踏查基礎(chǔ)上，選擇典型閩楠群落設(shè)置監(jiān)測(cè)樣地。監(jiān)測(cè)樣地（GS-22，GS-23）都設(shè)在西河保護(hù)站（表1）。樣地大小20 m×30 m，先用羅盤(pán)將樣地劃分為6個(gè)10 m×10 m的樣方，并在樣方4個(gè)角用水泥樁作永久標(biāo)記(,)，并按列行式對(duì)每個(gè)小樣方標(biāo)號(hào)（如11，12，……）。

野外調(diào)查以小樣方為工作單元，對(duì)胸徑（）≥1 cm的植株進(jìn)行每木編號(hào)和調(diào)查，對(duì)分枝采用同一樹(shù)號(hào)加分枝編號(hào)（如主枝號(hào)11-1，其第1分枝號(hào)為11-1-1，第2分枝號(hào)為11-1-2，……)。按順時(shí)針掛牌，記錄樹(shù)種名稱、胸徑、坐標(biāo)、光照等級(jí)、物候和生長(zhǎng)狀況等信息，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

表1 江西官山閩楠監(jiān)測(cè)樣地概況

1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）群落物種組成及重要值。按哈欽松分類系統(tǒng)，對(duì)兩個(gè)閩楠樣地調(diào)查植株進(jìn)行科屬種統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行計(jì)算各物種在群落中的重要值（important value）。

式①中為相對(duì)多度（n/×100%，n為第種植物的個(gè)體數(shù)，為樣地內(nèi)所有物種個(gè)體數(shù)總和），為相對(duì)頻度（f/×100%，f為第種植物空間分布頻度，為樣地內(nèi)所有物種空間分布頻度總和），為相對(duì)顯著度（d/×100%，d為第種植物胸面積，為樣地內(nèi)所有物種胸面積）為相對(duì)高度（h/×100%，h為第種植物高度，為樣地內(nèi)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(shù)(D)[7]、Shannon-Wiener指數(shù)(H′)[7]、Pielou均勻度指數(shù)()[7]、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（）[8]，分別計(jì)算閩楠群落物種多樣性（表2）。

表2 閩楠群落各項(xiàng)物種多樣性指標(biāo)

（3）閩楠種群統(tǒng)計(jì)。分別用數(shù)學(xué)期望、眾數(shù)、中位數(shù)等統(tǒng)計(jì)值閩楠種群胸徑、樹(shù)高數(shù)據(jù)的集中性，用變異系數(shù)（），Gini指數(shù)（）、偏度（S）、峰度（）等統(tǒng)計(jì)值反映胸徑、樹(shù)高分布的離散型(波動(dòng)性大小)[9]，部分計(jì)算公式見(jiàn)表3。

表3 閩楠種群胸徑、樹(shù)高分布的統(tǒng)計(jì)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(jù)文獻(xiàn)[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(shù)材積查江西省材積表中贛西北地區(qū)闊葉樹(shù)一元材積表。

所有計(jì)算統(tǒng)計(jì)過(guò)程，由Excel 2016和Matlab 2014a完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落物種組成與角色

兩個(gè)閩楠樣地區(qū)系組成（表4）。GS-23樣地在科、屬、種3個(gè)層次的數(shù)量都要高于GS-22樣地，但構(gòu)成兩群落的優(yōu)勢(shì)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(rùn)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(rùn)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(qū)系特征。

表4 兩個(gè)閩楠衛(wèi)星樣地植物區(qū)系組成比較

從物種組成及扮演的角色看（表5），兩個(gè)樣地的喬木層中閩楠都是優(yōu)勢(shì)種，其重要值均列第1位，但次優(yōu)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(yōu)勢(shì)中，其次是粗糠柴、尾葉山茶。而GS-23主要是茜樹(shù)、細(xì)枝柃、野含笑，閩楠列第4位（表中沒(méi)體現(xiàn)）。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(shù)干多修長(zhǎng)通直。

表5 兩個(gè)閩楠衛(wèi)星樣地物種的重要值

2.2 群落數(shù)量特征

群落是種群生存和發(fā)展的背景，群落物種數(shù)量、個(gè)體密度等都會(huì)影響到群落中任何物種。比較GS-22和GS-23兩個(gè)群落物種多樣性（圖1），可以更清晰認(rèn)識(shí)兩個(gè)群落的物種組成情況。由圖1可知，兩個(gè)群落的不同層次及不同指標(biāo)有一差異。SP-23樣地的物種數(shù)（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指數(shù)(′)，均勻度()，都要比SP-22要高，但SP-22生態(tài)優(yōu)勢(shì)度比SP-23高，說(shuō)明GS-23樣地植物個(gè)體數(shù)量種間分配比較均勻，而SP-22集中到少數(shù)物種（如閩楠、粗糠柴）。同時(shí)，兩個(gè)樣地的喬木層的物種數(shù)、都有大小灌木層。

2.3 閩楠種群數(shù)量特征

分別統(tǒng)計(jì)2個(gè)衛(wèi)星樣地中掛牌監(jiān)測(cè)閩楠個(gè)體(≥1.0 cm)胸徑與樹(shù)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(duì)集中，但樹(shù)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(gè)徑級(jí)，繪制種群年齡結(jié)構(gòu)圖（圖2）。兩個(gè)種群的幼苗和幼樹(shù)、小樹(shù)所占比例都較大，而成年個(gè)體比例較小，年齡錐體表現(xiàn)為正立三角形，閩楠種群數(shù)量可能會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)持續(xù)增長(zhǎng)。

圖1 兩個(gè)閩楠衛(wèi)星樣地群落物種多樣性特征

表6 兩個(gè)閩楠種群胸徑與樹(shù)高的描述性統(tǒng)計(jì)量

2.4 活立木蓄積量

兩個(gè)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(gè)閩楠種群徑級(jí)結(jié)構(gòu)比較

圖3 兩個(gè)閩楠群落的活立蓄積量空間分布

3 討論與結(jié)論

森林生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。由于多種內(nèi)外因素的影響，所有森林都會(huì)在不同尺度上發(fā)生著各種各樣地變化。掌握森林變化規(guī)律，需要長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)。

定位監(jiān)測(cè)是當(dāng)前國(guó)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(jìn)行長(zhǎng)期定位動(dòng)態(tài)觀測(cè)，做到“三定”——定時(shí)、定位、定身份，保證研究的可重復(fù)性、長(zhǎng)期跟蹤性和綜合性，從而克服隨機(jī)抽樣的偶然性與不確定性[5]。為配合官山常綠闊葉林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)樣地(GSP)研究，另外還有建立34塊衛(wèi)星樣地，其中2 塊為閩楠林監(jiān)測(cè)樣地。重點(diǎn)關(guān)注群落物種組成、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)服務(wù)功能的動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)因子。

種群的發(fā)展離不開(kāi)群落的背景。通過(guò)對(duì)兩個(gè)衛(wèi)星樣地的閩楠群落分析，表明二者區(qū)系組成相似。樟科、殼斗科、山茶科是群落的優(yōu)勢(shì)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(shù)（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指數(shù)(′)，均勻度()，都要比SP-22要高，但SP-22生態(tài)優(yōu)勢(shì)度比SP-23高，說(shuō)明GS-23樣地植物個(gè)體數(shù)量種間分配比較均勻，而SP-22集中到少數(shù)物種（如閩楠、粗糠柴）。同時(shí)，兩個(gè)樣地的喬木層的物種數(shù)、都有大小灌木層，就其原因可能是與樣地位置有關(guān)。GS-22樣地位于中坡位，且裸巖率較高，嚴(yán)重妨礙種子著床和幼苗定植，只有那些幸運(yùn)種子或萌生苗在非裸巖斑塊內(nèi)才得以萌發(fā)生長(zhǎng)，但在狹小空間必然加劇植物間的競(jìng)爭(zhēng)，從而妨礙林下更新。

兩個(gè)衛(wèi)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(jié)構(gòu)相似，幼樹(shù)小樹(shù)較多，成年大樹(shù)較少，都表現(xiàn)為持續(xù)增長(zhǎng)型種群。另外，兩樣地中閩楠長(zhǎng)勢(shì)樹(shù)形也存在一定差異，GS-23明顯比GS-22修長(zhǎng)通直，樹(shù)形指數(shù)/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(duì)濕度較大、光競(jìng)爭(zhēng)激烈等因素有關(guān)。這也說(shuō)明了閩楠喜肥喜濕的生物生態(tài)學(xué)特性[11]，但空氣相對(duì)濕度對(duì)樹(shù)木高生長(zhǎng)的關(guān)系有待深入研究與驗(yàn)證。

蓄積量是指一定森林面積上存在著的林木樹(shù)干部分的總材積，它可反映一定區(qū)域森林資源水平，也是森林生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要依據(jù)[12]。兩個(gè)樣地活立木蓄積量分別16.48 m3，25.85 m3（相當(dāng)于每667 m2為18.32 m3、28.71 m3），顯著高于全國(guó)森林質(zhì)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(shuō)明的是，由于要嚴(yán)格遵守保護(hù)區(qū)政策，蓄積量是通過(guò)查江西省材積表而得，而閩楠監(jiān)測(cè)的目的樹(shù)種，其材積是參考文獻(xiàn)樹(shù)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(shù)量特征，若要深入認(rèn)識(shí)閩楠，還必須對(duì)它們的個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育、生活史、更新?tīng)顩r、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、種群動(dòng)態(tài)及與其他植物和環(huán)境因子間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測(cè)與綜合研究。

致謝：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)林學(xué)2014、園林2014的學(xué)生參與樣地設(shè)置和植物調(diào)查，部分學(xué)生參與資料整理。江西宜春林科所肖智勇工程師、官山保護(hù)區(qū)陳琳工程師參與植物調(diào)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(guó)生物多樣性野外監(jiān)測(cè)示范基地修繕項(xiàng)目、中央財(cái)政林業(yè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)補(bǔ)助資金項(xiàng)目和流域生物多樣性保護(hù)及藥用資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)研究與示范項(xiàng)目（2012BAC11B02）

余澤平(1965—)，男，高級(jí)工程師，主要從事自然保護(hù)區(qū)科研管理與生態(tài)保護(hù)工作，462935869@qq.com；

通信作者：楊清培，教授，qingpeiyang@126.com。

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