張 驍，孟得干，王大嶺，郭佳忱，李 楊，楊利君

(1.吉林省林業(yè)勘察設(shè)計研究院，吉林 長春 130022；2. 樺甸市林業(yè)局，吉林 吉林 132400)

蒙古櫟(Quercusmongolica)為殼斗科櫟屬落葉喬木[1,2]。我國蒙古櫟資源豐富，主要分布在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山東等地[3,4]。蒙古櫟作為長白山區(qū)闊葉紅松林頂級群落的重要組成，是干擾次生林演替的主要樹種，在森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與恢復(fù)中扮演著重要角色[5-7]。林分空間分布規(guī)律是林木個體在特定生存空間內(nèi)相對靜止的分布形態(tài)，是特定時期物種對其生境的適應(yīng)和選擇等綜合作用的結(jié)果[8]。為了探討不同立地條件下的林木分布，國內(nèi)外眾多學(xué)者已對林木在不同立地因子下的空間分布進行了研究。Viedma O等應(yīng)用空間統(tǒng)計建模方法，分析了西班牙東部地中海不同灌木類型分布的不同環(huán)境條件，主要環(huán)境因子有坡向、坡度和海拔等[9]。張超等對西藏灌木林空間分布影響因素進行了分析，總體上看，西藏主要類型灌木林的空間分布在不同程度上均受大尺度環(huán)境因子的影響，主要表現(xiàn)在經(jīng)度、緯度和海拔上[10]。張景路等研究發(fā)現(xiàn)，地形因子與阿爾泰山喬木林的空間分布在0.01水平上顯著相關(guān)，喬木林適宜生長在海拔1 500～2 400 m，坡向為北坡、東北坡、西北坡，坡度為斜坡、陡坡、急坡的區(qū)域[11]。唐麗麗等研究發(fā)現(xiàn)，海拔、坡度、坡位和人為干擾程度是影響華北地區(qū)核桃楸分布的主要因子，研究區(qū)域內(nèi)的核桃楸大部分生長于山體中下部海拔較低的緩坡，且人為干擾相對較少的區(qū)域[12]。目前，對林木空間分布規(guī)律的研究多見于樣地調(diào)查數(shù)據(jù)及衛(wèi)星影片資料，基于ArcGis軟件空間分析工具結(jié)合森林資源調(diào)查小班數(shù)據(jù)庫，對林分空間分布的研究相對較少。本文利用吉林森工集團紅石林業(yè)局森林經(jīng)理調(diào)查小班數(shù)據(jù)庫和矢量圖層，對長白山區(qū)天然蒙古櫟林空間分布進行了研究，旨在探討不同立地因子下天然蒙古櫟林的空間分布規(guī)律，為蒙古櫟人工林營建時立地條件的選擇提供參考。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于吉林省樺甸市和靖宇縣境內(nèi)，隸屬吉林森工集團紅石林業(yè)局管轄。該區(qū)域?qū)偌撅L(fēng)性溫帶大陸性山地氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷漫長，年平均氣溫3.7 ℃。最高月均氣溫21.9 ℃，最低月均氣溫-18.7 ℃，無霜期100～110 d，年均日照時數(shù)2 466 h，年有效積溫2 100～2 500 ℃，年平均降水量720～810 mm，土壤以山地暗棕色森林土為主。植被類型以針闊混交林和闊葉混交林為主，主要喬木樹種有紅松、云杉、蒙古櫟、水曲柳、核桃楸、紫椴、榆樹和色木槭等。

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2016年吉林森工集團紅石林業(yè)局的森林經(jīng)理調(diào)查小班數(shù)據(jù)庫及矢量圖層。根據(jù)小班數(shù)據(jù)庫篩選樹種組成中含有蒙古櫟的小班，本次篩選蒙古櫟小班15 187個，根據(jù)選擇的蒙古櫟小班對矢量圖層進行篩選，使矢量圖層與篩選的蒙古櫟小班一一對應(yīng)。篩選后的矢量圖層具備樹種組成、小班公頃株數(shù)、坡度級、坡位、坡向和海拔等字段。

2.2統(tǒng)計分析

利用ArcGis軟件對篩選的矢量圖層進行分布熱點分析，即空間聚類，為數(shù)據(jù)集中的每個要素計算Getis-Ord Gi*值。通過獲得Gi-Bin字段識別小班統(tǒng)計顯著性，分析數(shù)據(jù)高值要素在空間上發(fā)生聚類的位置。置信區(qū)間+3中的要素反映置信度為0.01水平的統(tǒng)計顯著性，置信區(qū)間+2中的要素反映置信度為0.05水平的統(tǒng)計顯著性，置信區(qū)間+1和0 中要素的聚類則沒有統(tǒng)計學(xué)意義。選擇分析的字段為蒙古櫟公頃株數(shù)，顯著熱點分布區(qū)統(tǒng)計的置信區(qū)間為+3和+2，該分布區(qū)表示蒙古櫟小班分布較為集中，且蒙古櫟公頃株數(shù)較高。顯著熱點分布區(qū)的蒙古櫟小班數(shù)為3 193個。

3結(jié)果與分析

3.1不同坡度級分布

對蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)在不同坡度級的分布進行分析(圖1)。可以看出，顯著熱點分布區(qū)的小班個數(shù)隨坡度級的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，在斜坡小班個數(shù)最多，可達1 506個，蒙古櫟公頃株數(shù)為273株。蒙古櫟公頃株數(shù)除險坡大于其他坡度級外，其他坡度級間差異較小，主要是由于在坡度較大的區(qū)域只有蒙古櫟等少數(shù)樹種能夠存活，且蒙古櫟株數(shù)占所有樹種總株數(shù)的百分比較大。

注：柱狀圖表示公頃株數(shù)；折線圖表示小班個數(shù)。

圖1 不同坡度級蒙古櫟林分分布

Fig.1 Distribution ofQuercusmongolicaforest in different slope gradient

3.2不同坡位分布

對蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)在不同坡位的分布進行分析(圖2)。可以看出，顯著熱點分布區(qū)的小班個數(shù)隨坡脊、坡上、坡中、坡下、山谷和平地的順序呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，坡中小班個數(shù)最多，為1 290個，蒙古櫟公頃株數(shù)為282株。坡上和坡下的小班個數(shù)僅少于坡中，分別為1 079個和808個，坡脊、山谷和平地小班個數(shù)分布較少，分別僅有7個、5個和4個。

注：柱狀圖表示公頃株數(shù)；折線圖表示小班個數(shù)。

圖2 不同坡位蒙古櫟林分分布

Fig.2 Distribution ofQuercusmongolicaforest in different slope positions

3.3不同坡向分布

對蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)在不同坡向的分布進行分析(圖3)?？梢钥闯?，顯著熱點分布區(qū)的小班個數(shù)在不同坡向的分布差異較小，其中，東南、南和西南方向小班個數(shù)較多，分別為483個、480個和474個，蒙古櫟公頃株數(shù)分別為271株、298株和300株。

注：柱狀圖表示公頃株數(shù)；折線圖表示小班個數(shù)。

圖3 不同坡向蒙古櫟林分分布

Fig.3 Distribution ofQuercusmongolicaforest in different slope directions

3.4不同海拔分布

對蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)在不同海拔的小班個數(shù)和公頃株數(shù)進行分析(圖4)。小班個數(shù)隨海拔的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。其中，顯著熱點分布區(qū)小班個數(shù)在海拔400 m最多，為662個。在海拔250 m以下小班個數(shù)分布較少，僅有8個。海拔250～400 m蒙古櫟小班個數(shù)隨海拔升高而增加的幅度較大，海拔400 m之后小班個數(shù)逐漸減少，海拔650 m以上小班個數(shù)減少幅度較大，到海拔800 m以上小班個數(shù)僅有24個，蒙古櫟小班主要分布在海拔300～650 m。蒙古櫟公頃株數(shù)隨海拔的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，在海拔300 m蒙古櫟公頃株數(shù)最多，為219株。

注：柱狀圖表示公頃株數(shù)；折線圖表示小班個數(shù)。

圖4 不同海拔蒙古櫟林分分布

Fig.4 Distribution ofQuercusmongolicaforest at different altitudes

4結(jié)論與討論

探討蒙古櫟林空間分布是研究蒙古櫟種群特征的重要手段，不僅與蒙古櫟本身的基因有關(guān)，更與其生存的環(huán)境條件密切相關(guān)，對掌握蒙古櫟林的生態(tài)功能具有重要作用[13,14]。長白山區(qū)天然蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)蒙古櫟小班個數(shù)均隨坡度級、海拔的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢；不同坡位上，在坡上、坡中、坡下分布較多，坡脊、山谷和平地分布較少；不同坡向上，在東南、南和西南等陽坡、半陽坡分布較多，其他方向分布較少。

長白山區(qū)天然蒙古櫟林顯著熱點分布區(qū)在不同坡度級上主要分布在坡度適中的斜坡，小班個數(shù)可達1 506個，占所有顯著熱點分布區(qū)蒙古櫟小班個數(shù)的47.1 %；在不同坡位上主要集中在坡中，小班個數(shù)可達1 290個，占所有顯著熱點分布區(qū)蒙古櫟小班個數(shù)的40.4 %；在不同坡向上主要分布在東南、南和西南等陽坡、半陽坡，3個方向蒙古櫟小班個數(shù)達1 437個，占所有顯著熱點分布區(qū)蒙古櫟小班個數(shù)的45.1 %；在不同海拔上蒙古櫟小班多數(shù)分布在海拔300～650 m，蒙古櫟小班個數(shù)達1 319個，占所有顯著熱點分布區(qū)蒙古櫟小班個數(shù)的41.3 %。

天然蒙古櫟林分布集中的立地條件為坡度適宜的坡中、海拔300～650 m的陽坡或半陽坡，這與蒙古櫟喜陽的生物學(xué)特性適宜分布條件一致，也與高文韜等對長白山區(qū)天然過伐林中蒙古櫟適生立地的研究結(jié)果相似[15]。本文僅對天然蒙古櫟林的空間分布規(guī)律進行了分析，對天然蒙古櫟林生長性狀與立地條件的相關(guān)關(guān)系有待于進一步研究。