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        遼東櫟純林林分分布特征及經(jīng)營方向初探
        ——以中村林場為例

        2021-06-07 10:15:20
        綠色科技 2021年9期

        寧 鵬

        (山西省中條山國有林管理局,山西 侯馬 043000)

        1 引言

        森林的空間分布及其生長特征,是森林恢復(fù)與管理中必須關(guān)注的重要特征,直接影響著森林的多項(xiàng)生產(chǎn)和生態(tài)功能。中條山是山西省的主要山脈,氣候溫和、地貌復(fù)雜、森林茂密、資源豐富,是華北地區(qū)生物多樣性最豐富的地區(qū),研究其植被類型空間特征具有重要的理論和實(shí)踐意義。

        遼東櫟(Quercusliaotunggensis)[1]是殼斗科櫟屬植物,其適應(yīng)性強(qiáng),分布范圍廣,木材堅(jiān)硬致密,是良好的用材樹種。遼東櫟林作為山西省具有代表性的地帶性植被類型,是其森林資源的主要組成部分,僅次于油松林,占森林面積的21%,位居第2[2]。遼東櫟作為中條山林區(qū)天然次生林的重要優(yōu)勢樹種,是該區(qū)域頂級群落建群種之一。

        作為典型的闊葉樹種,遼東櫟林林分起源和分布特征是森林經(jīng)營中必須關(guān)注的重要特征。目前,在中條山林區(qū),對遼東櫟林的研究較少,且多集中于林分土壤特性、經(jīng)營技術(shù)[3~5]等。還不足以指導(dǎo)該區(qū)域遼東櫟林的恢復(fù)與管理。為此,本文研究分析遼東櫟林林分起源和分布特征,旨在為森林經(jīng)營、構(gòu)建穩(wěn)定植被系統(tǒng)、提高科學(xué)管理水平提供參考,以充分發(fā)揮遼東櫟林分生態(tài)和生產(chǎn)功能。

        2 研究區(qū)概況

        中村林場位于黃河中游一、二級支流的上游山區(qū)地帶(N:35°24′~35°40′,E:111°56′~112°14′),林區(qū)海拔923~2181 m,年均氣溫10.3 ℃(極端高溫37.8 ℃,極端低溫-19.9 ℃),無霜期197 d,年降水量600 mm以上,多集中在6~9月。土壤以淋溶褐土為主。

        中村林場2019年“二類”調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,林場總經(jīng)營面積18242.59 hm2,純林面積為6388.3 hm2,混交林面積為8920.82 hm2,未成林地、灌木林、工礦用地等其他地類面積2933.47 hm2。遼東櫟林在純林面積869.43 hm2,松櫟混交林面積4119.14 hm2,闊闊混交林2337.12 hm2,三者共占林場森林經(jīng)營面積的40.16%,是林場乃至中條山林區(qū)的重要闊葉林分。

        林場具有相對較好的水熱條件和立地條件,是油松、華山松和櫟類的良好生長區(qū)。其余喬木樹種還有白皮松、側(cè)柏、楊樹、白樺等;灌木林樹種有黃刺玫、荊條、繡線菊、黃刺玫、虎榛子等;草本植物有狗尾草、白羊草、蒿類等。

        3 研究內(nèi)容與方法

        本文所指的遼東櫟純林以遼東櫟的蓄積量(未達(dá)起測徑級時(shí)按株數(shù)計(jì)算)占總蓄積量(株數(shù))的65%以上為劃分標(biāo)準(zhǔn)。

        以林場森林資源“二類”調(diào)查成果為依據(jù),林分小班為具體單元,對遼東櫟樹種組成、林分起源進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),并對其分布的坡向、海拔和蓄積量等指標(biāo)進(jìn)行分析,從而掌握其起源特征和分布特征。

        在樣地上,調(diào)查的生境指標(biāo)包括樣地海拔、坡向、坡位、坡度、土壤厚度等;調(diào)查的生長指標(biāo)包括喬木層的郁閉度、樹種組成、平均樹高、大于5cm的樹木胸徑(每木檢尺)和平均胸徑,灌木層和草本層的物種組成、覆蓋度和平均高度,林下更新等。具體調(diào)查方法見《國家森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)定》。

        4 結(jié)果與分析

        4.1 天然遼東櫟純林空間分布特征

        天然遼東櫟純林面積為869.43 hm2,占中村林場天然純林面積的3101.64 hm2的28.03%,分布范圍在海拔900~1800 m的山坡上(表1),主要分布在海拔1200~1400 m的范圍內(nèi)(圖1),該海拔范圍分布面積占50.96%;從坡向看,分布的坡向主要為陰坡、半陰坡、陽坡,分別為28.67%、29.60%、27.96%,占比基本相等(圖2),半陽坡分布最少,為13.78%,可見坡向?qū)|東櫟純林分布影響較?。粡钠露瓤?,主要分布在斜坡和陡坡上,平地、緩坡、和急坡上很少,險(xiǎn)坡上則沒有分布。

        表1 天然遼東櫟純林面積的分布

        圖1 天然遼東櫟純林隨海拔梯度分布面積

        圖2 天然遼東櫟純林各個(gè)坡向分布比例

        4.2 遼東林林分特征

        4.2.1 樹高及胸徑

        現(xiàn)有的遼東櫟林并不高大,其平均高度為5.4~11 m,平均高度為7.6 m。如圖3所示,隨著海拔的升高平均樹高總體上呈現(xiàn)出增高的趨勢,但是在1200~1400 m范圍內(nèi)達(dá)到了極值,之后反而下降,在1700 m處繼續(xù)增大,呈現(xiàn)“兩段式”分布特點(diǎn)。另外,從圖1還可以看出,在不同海拔范圍內(nèi),樹高的變化都比較大,這可能是其他生境條件和林齡影響的結(jié)果。

        圖3 天然遼東櫟純林平均樹高隨海拔梯度分布

        遼東櫟林的平均胸徑為14.4 cm,范圍為7.5~21.2 cm,其中最大的胸徑21.2 cm的林分出現(xiàn)在海拔1243.5 m,最小的胸徑7.5 cm出現(xiàn)在海拔804 m(圖4)。

        圖4 天然遼東櫟純林平均胸徑隨海拔梯度分布

        遼東櫟林分的樹高和胸徑是海拔、坡向、坡位、降雨量、土壤等立地環(huán)境因素以及林齡和前期人為經(jīng)營強(qiáng)度等綜合作用的結(jié)果。如果不考慮其他因素,而僅僅考慮海拔因素時(shí),可以發(fā)現(xiàn)海拔達(dá)到1600~1800 m,平均樹高和胸徑都為最大值,這可能是由于海拔較高,人為作業(yè)影響較小的緣故。如果不考慮其他因素,只考慮坡向因素是,陽坡和半陽坡的遼東櫟林平均胸徑比陰坡和半陰坡的大,而平均樹高基本一致,都為7.6 m左右。坡度對遼東櫟林的生長也有影響,從表2也可以看出,陡坡及以上坡度的遼東林平均胸徑和樹高都為最大,這可能也是由于坡度較大,人為影響較小的緣故,其他坡度則變化不大。因此,可以推斷,最有利于遼東林生長的生境是海拔1200~1600 m、坡向?yàn)殛柶潞桶腙柶?,坡度為緩坡和斜坡?/p>

        4.2.2 遼東櫟林分密度隨年齡的變化

        現(xiàn)有遼東櫟林的平均年齡38年,其中最大的58年,最小的為18年。根據(jù)國家森林資源一類清查技術(shù)規(guī)定對林齡的定義,該場42.4%的遼東櫟林為幼齡林,剩余57.6%的為中齡林。如表2,遼東櫟林的平均年齡隨著海拔的升高而逐漸增大,坡度的上升而逐漸增大,而與海拔、坡向等無關(guān),可以看出,遼東櫟林的平均年齡主要受人為采伐的影響,與平均樹高和胸徑影響基本一致。

        表2 遼東櫟林林分特征隨生境條件的變化

        當(dāng)前遼東櫟林分的密度較大,平均為1298株/hm2,最大的為2443株/hm2,最小的為602株/hm2。其中,28.82%的林分密度小于1000株/hm2,63.04%的林分密度為1000~2000株/hm2,8.14%的林分密度大于2000株/hm2。這與現(xiàn)有遼東櫟林多為中幼齡林有關(guān)。由圖5可以看出,遼東櫟林的密度在20~30年的時(shí)候達(dá)到最大,以后隨著年齡的增長而逐漸減少,但是在45年左右的時(shí)候又出現(xiàn)了一次高峰。

        圖5 天然遼東櫟純林平均密度隨年齡變化

        4.2.3 遼東櫟林分蓄積量隨年齡的變化

        目前遼東櫟林分的平均蓄積量較小,為63.23 m3/hm2,最小的10.57 m3/hm2,最大的為134.14 m3/hm2,蓄積量相差偏大,這可能是由于部分小班未受到人為干擾,而年齡又接近近熟林,有些小班受人為影響較大,年齡偏小導(dǎo)致。另外,從圖6可以看出,遼東櫟林分的平均蓄積量隨年齡增加,蓄積量增加明顯,這也說明了當(dāng)前遼東櫟林分處于快速生長期。

        圖6 天然遼東櫟純林平均蓄積量隨年齡變化

        4.3 遼東櫟人工純林

        遼東櫟人工純林面積較少,僅為61.48 hm2,海拔分布范圍與天然遼東櫟純林基本一致。但人工遼東櫟純林全部集中在陰坡和半陰坡,陽坡和半陽坡則沒有分布。這一點(diǎn)與天然林分布不同,這也說明了,在干旱地區(qū)造林,影響樹木生長的主要受水分條件限制。

        表3 人工遼東櫟純林分布

        5 結(jié)論與討論

        基于中村林場2019年二類調(diào)查數(shù)據(jù),分析了遼東櫟林林分的空間分布特征。

        (1)遼東櫟林主要分布在1200~1400 m的范圍內(nèi),與寧夏六盤山[8]遼東櫟分布范圍在1900~2300 m不太一致,這可能由于六盤山較中條山緯度稍微偏南所致,與楊靜[9]等研究的晉西黃土丘陵溝壑區(qū)遼東櫟林主要分布在1100~1300 m基本一致。在陽坡、陰坡、半陰坡分布較為均勻,為30%左右,半陽坡分布最少,為13.78%,這與王占印[8]等人的研究結(jié)果較一致。

        (2) 現(xiàn)有的遼東櫟林并不高大,其平均高度為7.6 m,范圍為5.4~11 m;平均胸徑為14.4 cm,范圍為7.5~21.2 cm。遼東櫟林的平均胸徑、平均樹高在海拔梯度上呈現(xiàn)“兩段式”分布特點(diǎn),與蔣鵬飛[10]等研究的霍山“兩段”分布的分界點(diǎn)為1700 m基本一致。

        (3) 當(dāng)前遼東櫟林分的密度較大,平均為1298株/hm2。遼東櫟林的密度在20~30年的時(shí)候達(dá)到最大,以后隨著年齡的增長而逐漸減少,但是在45年左右的時(shí)候又出現(xiàn)了一次高峰,這可能是由于遼東櫟林經(jīng)過采伐作業(yè)以后,遼東櫟林萌生的幼樹不斷生長補(bǔ)充到林冠層,胸徑達(dá)到5 cm以上(胸徑>5 cm的樹木才能進(jìn)入森林資源清查的測量范圍),且萌生的幼樹多為叢生,導(dǎo)致密度突然增大。

        (4)目前遼東櫟林分的平均蓄積量較小,為63.23 m3/hm2,但是各小班平均蓄積量相差偏大,這可能是由于部分小班未受到人為干擾,而年齡又接近近熟林,有些小班受人為影響較大,年齡偏小導(dǎo)致。另外,此外,當(dāng)前遼東櫟林分的平均蓄積量隨年齡增加,蓄積量增加明顯,這也說明了當(dāng)前遼東櫟林分處于快速生長期。在下一步經(jīng)營過程中,建議采用近自然經(jīng)營的技術(shù),選擇目標(biāo)樹作為大徑材進(jìn)行培育,同時(shí),不斷改善樹種的組成結(jié)構(gòu),加快中條山林區(qū)近自然森林的形成,促進(jìn)水源涵養(yǎng)功能,保護(hù)物種多樣性,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

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