广东南山森林公园广宁红花油茶人工林林分特征

李文锋，陈真权，易立飒，崔之益，奚如春，莫宝盈

（1.华南农业大学a.林学院；b.广东省森林植物种质创新与利用重点实验室，广东 广州 510642；2.广东省云浮市林业科学研究所，广东 云浮 445302）

广宁红花油茶Camellia semiserrataChi.又名红花油茶、南山茶、华南红山茶，属山茶科Theaceae山茶属CamelliaL.常绿乔木，它主要自然分布于我国广东西部和广西东南部等地，为南亚热带特色树种。因其模式标本采自广东省广宁县，故名“广宁红花油茶”。该树种树形、花、果优美，抗性强，是优良的木本油料树种和观赏价值极高的园林绿化景观树种，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益，综合开发利用价值潜力巨大[1-2]。自20世纪80年代始，该树种得到了一定程度的推广应用。目前，南方各省区营建了超过600 hm2的推广示范林。近几年来，广宁红花油茶的发展在华南区域内受到高度重视，已成为各地营造经济林、风景林和防护林的主要树种之一[3-4]。研究表明，广宁红花油茶属强喜光树种，幼时稍耐荫庇，大树需充足阳光，在人工林分内个体自然整枝明显，枝下高较高，树冠开阔，林分中树体性状存在明显的遗传变异特征[5]；其花器官发育及果实经济性状也存在一定的差异性[6-7]。但由于至今未对该树种的生物学、生态学以及林分特征进行比较系统的研究，现存人工林管理粗放、林分结构不合理、产量波动大，比较效益较差，致使目前广宁红花油茶的保存面积骤减。因此，合理的林分结构，能够更好地利用光能，提高光能和林地利用率，可获得最大的产量[8]。无论是人工林还是天然林，在其未遭受严重干扰的情况下（如自然及人为因素的破坏等），林木经过长期自然生长与竞争，林分内部许多特征因子，如直径、树高和冠幅的分布格局均表现出较为稳定的数量和结构特征[9-15]。笔者开展了广宁红花油茶现有林分内胸径、树高、树冠、密度以及林下植被组成等性状特征研究，旨在了解其林木分化及林分结构特征，为广宁红花油茶低产林改造与高产林新造提供理论依据和技术指导。

1 试验区概况

试验区域位于广东省云浮市云城区南山森林公园，年平均气温21.6 ℃，最高温度39 ℃，年平均降雨量1 982.7 mm，年降雨时空分布不均，雨量集中在4～9月；年平均日照1 708 h。该试验区广宁红花油茶人工林为20世纪70年代末营建的推广示范林，树龄35 a，面积约15 hm2，坡向西北，平均坡度25°，海拔180～221 m。实生苗造林，目前造林种源为广东省广宁县，初植密度为2 m×3 m，每公顷1 667株，现林分郁闭度0.9以上，林龄结构复杂。土壤类型为山地黄红壤，立地条件中等。

2 试验方法

2.1 外业调查

2.2.1 样地设置

在全试验区内进行全林踏查后，依据坡位，在上坡、中坡和下坡选择3个具代表性的林分设置3个样地。每个样地面积为20 m×20 m（有坡度时进行改平），样地形状为正方形。

2.2.2 样地调查

采用样地每木调查。调查内容及方法为：（1）胸径用围尺测量，精确到0.01 cm；（2）树高、枝下高用标有刻度的测竿实测，精确到0.1 m；（3）冠幅面积用皮尺分别测量东西、南北的长度，然后以乘积计算得出结果，精确到0.1 m2；（4）分枝数为目测的一级分枝的数量；（5）在每块样地中，以梅花形设置5块1 m×1 m的小样方，进行林下植被调查，详细记载样方内的植物种类、盖度和高度等。

2.2 数据分析

试验数据分别采用Microsoft Excel 2007和SPSS17.0统计软件进行分析处理。

3 结果与分析

3.1 广宁红花油茶林分胸径分布特征

林分胸径分布是林分测量和开展森林经营活动最基础的信息[13]。在同龄纯林中，每株林木由于遗传和所处的具体立地条件等因素的不同，林木的大小（直径、树高、树冠等）和干形等林木特征因子产生某些差异性[14]，在正常生长条件下，这些差异会稳定地遵循一定的林分结构规律，形成1条左右近似于对称的单峰山状曲线，以算术平均直径为峰点，中等大小的林木株数占多数，向其两端径阶的林木株数逐渐减少，该曲线近似于正态分布曲线。

表1中为各样地林木生长状况的调查结果。由表1中林木胸径分布特征值统计结果可看到，调查样地林分平均胸径为8.7 cm，其中下坡林分的平均胸径最小（8.4 cm），中坡林分的平均胸径最大（8.9 cm）。样地调查单株中，最大胸径为19.5 cm，最小胸径为1.7 cm。现场调查发现，胸径小于4 cm的树木大多数是林分受压木或被受害后再萌芽而成，而且多分布于下坡，造成了下坡林分密度大，平均胸径偏小。

表1 广宁红花油茶样地林木生长状况Table 1 The forest growth status in Camellia semiserrata plot

图1为样地调查所有林木胸径按径阶的分布特征，本次样地调查林木累计总株数为256株，平均胸径为8.7 cm。从图1中可看到，广宁红花油茶人工林林木胸径按径阶分布特征为偏正态分布。其中，6～12 cm径阶累计株数为218株，占样地林木总株数的85.16%，峰值径阶为8 cm，累计株数为72株，与平均胸径8.7 cm接近，表现出了明显的同龄林特点，符合“不论树种、年龄、密度和立地条件如何，其林分平均直径在株数累积分布曲线上所对应的位置大致在55%～64%，一般近于60%处”[10]。由此可知，该试验区广宁红花油茶直径结构符合人工林林分直径结构所遵循的近正态分布的一般规律。该分布曲线在18 cm径阶处出现林木缺失，可能是由于人为或环境破坏所致。

图1 样地林木胸径径阶分布Fig.1 Diameter grade distribution of diameter at breast height of trees in plot

3.2 广宁红花油茶林分树高分布特征

人工同龄林有规则的株行距，保证了每株树木具有一定的生态空间，竞争不甚激烈，同一径阶内树高差距不会太明显。树高与直径、材积的相关紧密，在很大程度上决定于立地条件的优劣，坡位对林木树高也会产生一定的影响。

由表1中样地林木树高分布特征值的统计结果可知，样地内林木树高平均值为6.0 m；最大值为9.0 m，最小值为2.0 m。上坡地林木平均树高最小，下坡地平均树高最大，与一般人工林的林木平均树高按坡位的分布特征一致。

在同龄纯林中，林木株数按树高分布也具有明显的结构及变化规律，一般呈现出接近于该林分平均高的林木株数最多的非对称性的正态分布曲线[9]。可应用树高与林木株数之间的关系来描述树高分布。图2中显示的是样地内所有树木树高按径阶分布特征，样地林木累计总株数为256株，样地平均树高为6.0 m。从图2中可看到，该广宁红花油茶人工林林分树高分布也遵循偏正态分布。其中，5～8 m树高累计株数为208株，占样地林木总株数的81.25%，峰值树高为7.0 m，累计株数为74株，这与“株数最多的树高接近于林分的平均高”[15]大致相符。从整体上看，样地树高分布特征基本符合人工林树高分布特征。

图2 样地林木树高分布Fig.2 Distribution of tree height in plot

3.3 广宁红花油茶林分胸径与树高的关系

在256个调查单株中，同一个胸径径阶内最大与最小树高之差可达2 m。样地林木树高与胸径关系特征曲线如图3所示。由图3可以看出以下特征：树高随胸径的增大而增大，树高具有一定的变化幅度。该林分胸径树高曲线拟合方程式为：y＝－0.018 2x2＋0.787 7x＋0.727 8，R＝0.99，说明该林分胸径与树高具有较强的相关性。

图3 样地林木树高与胸径关系特征曲线Fig.3 Characteristic curve of tree height and diameter at breast height of plants in plot

3.4 广宁红花油茶林分冠幅与树高和胸径的关系

取150组胸径、树高和冠幅面积的统计数据作3D曲面图，如图4所示。从图4可看出：整体上，冠幅面积随胸径和树高的增大而增大，说明广宁红花油茶冠幅面积与胸径和树高成正相关关系。这符合生物学规律：冠幅大，林木光合作用叶面积大，林木积累的光合作用产物就多，因此胸径和树高的生长量就大。与图3相比较，在相同径阶范围内，冠幅面积的变动幅度较树高更大。

图4 样地林木胸径，树高和冠幅面积曲面图Fig.4 Kyrtograph about diameter at breast height, tree height and crown area of trees in plot

3.5 广宁红花油茶林分冠幅与栽植密度的关系

结合表1中数据进行分析，可以得出以下结论：植株密度越大，其冠幅面积相对越小，说明当林分密度达到一定程度时，林木间对阳光的竞争越来越明显；在相似条件下，平均树高越高，其平均冠幅面积越小。这种比较恰好反映了植物在林分密度较高的情况下纵向发展快于横向发展的现象。

3.6 地表植被特征

本试验林为广宁红花油茶纯林，树种组成简单，乔木层树种主要是广宁红花油茶，极少数为马尾松；由于样地内林分密度大，平均密度约为2 313株/hm2；林分平均郁闭度0.9以上，林内光照严重不足，非常不利于喜光植被的生长。因此，林地内植被比较单一，灌木树种稀少，草本植物散生，灌木层和草本层的多样性较低。地被植物主要有淡竹叶、乌毛蕨、五指毛桃、九节、亮叶冬青、芒箕、铁线蕨、玉叶金花、黑莎草、梅叶冬青、中华蕨、两面针、三叉苦等。林地总盖度约为1%。

4 结论与讨论

云浮南山森林公园35年生广宁红花油茶人工林，其林分平均胸径为8.7 cm，平均树高为6.0 m，平均冠幅面积为9.70 m2，平均密度2 313株/hm2。林分的胸径分布近似于正态分布，即均值处植株数最多，最大值和最小值处株数最少。整体上，林分树高和冠幅面积均随胸径增大而增大。植株密度越大，其冠幅面积相对越小。林地内树种组成单一，地被植物种类较少，盖度约为1%。由于该林分人为（盗伐）或环境等其它因素影响，基部萌芽形成树丛林木较多，因此必须实施相应的林分改造技术措施。

广宁红花油茶属于喜光树种，种植时应考虑到林分密度对其树体生长的影响，其密度不宜过高也不宜过低。过高会影响冠幅的生长从而影响产量，过低会导致空间利用率降低同样会降低产量。从林分平均冠幅面积为9.70 m2的研究结果看，建议广宁红花油茶油用人工林的初植密度为975～1 125株/hm2，即采用的株行距以3 m ×(3.0～3.5) m为宜。这有利于林木生长、林分稳定及效益提升。但其它用途的广宁红花油茶林分可适度调整。

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