龙王山区落叶阔叶林林分结构特征研究

汪贤挺韦新良徐建

（1浙江省安吉县龙王山自然保护区管理处 浙江安吉 313300；2浙江农林大学 浙江临安 311300；3浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室 浙江临安 311300）

龙王山区落叶阔叶林林分结构特征研究

汪贤挺1韦新良2,3徐建2,3

（1浙江省安吉县龙王山自然保护区管理处 浙江安吉 313300；2浙江农林大学 浙江临安 311300；3浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室 浙江临安 311300）

为全面掌握龙王山自然保护区落叶阔叶林的林分结构特征，设置了3个100m×100m样地，对其中的6个30m×30m样方，进行群落和林分调查。经统计分析，结果表明龙王山落叶阔叶林中树种种类多，优势树种为小叶白辛树和锐齿槲栎，林分树种组成具有一定的复杂性和多样性。林分株数密度平均为1511株/hm2，林分样地间差异不明显。胸径分布呈典型的倒“J”型；树高主要集中在4-9m的树高级，分布则呈偏左的正态分布。林分结构总体上具有多树种复层异龄的基本特征，具有良好的生物多样性保护和植物种质资源保存作用。

落叶阔叶林；林分结构；龙王山

林分结构是指树木在林分中的组成、生长和分布状态。林分结构是在林分生长发育过程中逐渐形成的，其内部存在着比较稳定的规律和特定的性状。对于林分结构，主要采用树种组成、年龄、直径、树高、形数、林层、密度和蓄积等指标描述[1]。林分结构包涵着林分所有的信息，它是森林经营和分析中的一个重要因子[2]，了解和掌握森林的林分结构对森林的经营和保护有着重要的指示意义。

落叶阔叶林是我国重要的森林植被类型，蕴藏着丰富的野生生物资源，不仅对野生动植物的保护和种质资源保存具有十分重要的意义，在水土保持、释氧固碳、景观美化等生态建设方面也有着重要的意义。

龙王山自然保护区地处中热带北缘—暖温带南缘的过渡性气候类型，其地理位置特殊，地形复杂，生境多变，孕育了丰富的植物资源，是浙江省植物种类最丰富的地区之一。其中，分布在海拔900-1500m左右的落叶阔叶林是龙王山森林植被的主体和核心，分布面积大，林相保存完整，种类组成复杂，优势树种多，群系类型多具典型性和独特性[3]。研究和掌握龙王山落叶阔叶林林分结构特征，能够为该地区落叶阔叶林的保护及可持续利用提供科学依据。

1 研究地概况

龙王山自然保护区位于安吉县，其东南与本省临安市天目山区的西天目乡接壤，西南与安徽宁国县相邻，北连本县章村镇，东北接本县报福镇。区域地理位置为E119°22′30″～119° 26′15″、N30°22′30″～30°27′30″，主峰海拔1587.4m，是浙北最高峰。山体坡度较大，岩石垂直节理发育，多悬崖陡壁，河谷深切，峰谷交错，地形极为复杂。小气候类型复杂，气候垂直变化明显。山麓年均温15.5℃，无霜期225d，年降水量约1640mm，集中在6、7月份，属于亚热带季风气候。龙王山岩石以凝灰岩为主，另有少量流纹岩。主要的土壤类型有红壤、山地黄壤、山地黄棕壤、山地草甸土，以及高位沼泽。土壤腐殖质层较厚，肥力较高。适宜的气候，丰富的小气候类型，复杂的地形和肥沃的土壤，为植物生长提供了优越的自然条件。

2 研究方法

2.1 样地调查

在龙王山海拔900-1500m左右的落叶阔叶林地段，采用典型选样法选取具有代表性的林分，在林分内采用全站仪测设3个100m×100m的样地，在每个样地的西南角和东北角各选设1个、共6个30m×30m样方。对每个样方进行群落调查和林分调查，对胸径≥5cm的木本植物个体进行种类识别、挂牌、定位，并每木检尺测定其胸径、树高、枝下高、南北冠幅和东西冠幅。

2.2 优势种确定

树种组成是最基本的林分结构因子[4]。优势树种对群落形成和群落结构有明显的抑制作用[5]，对林分树种结构进行研究要首先确定林分中的优势树种。森林群落优势树种的确定采用常规的重要值法。重要值是一个比较客观的数值,能较充分地显示出不同植物种群在群落中的地位和作用[6]。重要值计算公式为：

树种重要值=（相对多度+相对频度+相对显著度）/3

2.3 株数密度

株树密度是进行林业调查时常用的一个指标[7]。采用统计方法，用单位面积林木株数表达。用变动系数反映样方间的株数密度差异情况。株数密度变动系数计算公式为：

式中，CV为样方间的株数密度变动系数

σ为样方间的株数密度标准差

μ为样方间的株数密度平均值

2.4 胸径、树高结构

胸径结构是林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态，是最重要、最基本的林分结构因子之一，它直接影响着林木的树高、干形、材积材种及树冠等因子的变化[1]。树高结构是林分内各种林木高度在垂直层次上按树高级的分配状态，是反映林木对垂直生长空间利用程度的主要特征指标。

对于林分中林木的胸径结构和树高结构的研究，采用适用性最为普遍的Weibull分布模型来模拟林分的胸径结构、树高分布规律。三参数Weibull分布的概率密度函数为：

式中，a、b、c分别称为位置参数、尺度参数及形状参数，e为自然对数的底，文中x分别对应径阶、树高级的频数，f(x)分别对应各径阶、树高级数百分数。

在此基础上，通过对比林分胸径、树高实际分布曲线与拟合曲线进行分析探讨。

3.1 树种结构

经过对样方调查数据的整理和统计分析，结果显示6个样方内胸径5cm 以上乔木层物种共有65种、计816株。从树种的重要值来看（见表1），小叶白辛树的重要值为0.2033，相对频度、相对多度、相对显著度分别为0.1533、0.1998、0.2570，在四个指标上均位列所有树种第一且优势明显，表明小叶白辛树是落叶阔叶林中的首要优势树种。其次是锐齿槲栎，其重要值为0.1630，相对频度、相对多度、相对显著度分别为0.1176、0.1255、0.2460，为第二优势树种。重要值在0.0200～0.1000的树种有小叶白辛树、锐齿槲栎、锥栗、四照花、杜梨、灯台树、长柱紫荆、玉铃花、华东椴、青钱柳等10种。结果表明龙王山落叶阔叶林的树种种类多，生物多样性丰富，林分树种组成具有一定的复杂性。

表1 优势树种组成Table 1 The dominant tree species of community

3 结果与分析

3.2 林分密度

林分样方间平均株树密度为1511株/hm2、变动系数CV为0.225。各样方间株树密度相对较均衡，表明龙王山落叶阔叶林株树密度地段差异性不大。

3.3 胸径结构

林分中林木胸径分布范围为5-43.07cm，分布范围较大。林木胸径以2cm为一个径阶，统计林分中各径阶的林木数，见表4。从各径阶株数分布来看，林木中每个径阶均有一定的株数。林分内以6cm径阶的林木最多，随着径阶的增大，林木株数逐渐减少。小径级林木（径阶≤14cm）占林分总株数的63.6％，中径级林木（16cm≤径阶≤26cm）占31.4％，大径级林木（≥28cm）占5.0％，表明龙王山落叶阔叶林总体处于异龄林结构，从另一个侧面也反映出龙王山落叶阔叶林林分生长发育状况良好。

表3 株树径阶分布Table 3 Distribution of plant number in different diameter class

对胸径实际分布用Weibull函数拟合，见表4和图1。结果表明：用Weibull函数拟合的曲线呈明显的倒“J”型，拟合相关指数R2达0.9467，表明总体拟合效果优。拟合曲线中，径阶10-20cm之间的林木偏差较大，而拟合大径阶的林木较准确。直径实际分布曲线在5-10cm径阶之间急剧下滑，而在10-20cm径阶之间较平稳。

表4 Weibull分布函数拟合的参数值Table 4 Values of parametric fitting of Weibull distribution

图1 直径实际分布与Weibull分布对比Figure.1 The actual distribution in contrast with Weibull distribution

3.4 树高结构

林分中林木树高分布范围为1-16.8m，分布范围较大，其中，最低树高为0.8m，平均树高为7.93m。林木树高以1m为一个树高级，统计林分中各树高级的林木数，见表4。从各树高级株数分布来看，林木中每个树高级均有一定的株数。林分内以5-6m树高级的林木最多，主要集中在4-9m的树高级，4m以下和12m以上的林木较少。总体来说，以中级树高林木为主。

对树高实际分布用Weibull函数拟合，见表5和图2。结果表明：用Weibull函数拟合的曲线呈明显的偏左正态分布，拟合相关指数R2达0.9833，表明总体拟合效果优。拟合曲线中，Weibull函数在拟合1-3m树高级时误差较大，对其余树高级的林木分布有较好的拟合。

表5 树高分布Table 5 Distribution of plant number in different height class

图2 树高实际分布与Weibull分布Figure.2 The actual distribution in contrast with Weibull distribution

4 结论与讨论

龙王山落叶阔叶林中树种种类多，优势树种为小叶白辛树和锐齿槲栎，林分树种组成具有一定的复杂性和多样性。林分株数密度平均为1511株/hm2，林分样地间差异不明显。胸径分布呈典型的倒“J”型；树高主要集中在4-9m的树高级，分布则呈偏左的正态分布。林分结构总体上具有多树种复层异龄的基本特征，森林生态系统结构复杂，能很好地发挥生物多样性保护和植物种质资源保存作用。

龙王山落叶阔叶林经过长期的保护，依靠自然力生长，林木胸径和树高分布范围较广，林木水平分布比较均匀，树冠垂直分布层次相对分散，林木个体生长发育分化有序，同一树种不同林木间和不同树种间的自然竞争适当，对森林群落生长空间有着较好的自然利用，这种自然生长模式林分对落叶阔叶林的营造有一定的实际参考和应用价值。

[1]孟宪宇. 测树学[J].北京：中国林业出版社,2006,71-80.

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Research on Structural Characteristic of deciduous broad-leaved forest in Longwang Mountain

To realize the structure characteristic of deciduous broad-leaved forest well，3 sample plots of 100m×100m were set in Longwang Mountain Natural Reserve and 6 sample plots of 30m×30m were surveyed. The structure rules mainly include tree species、density、DBH and height were studied, and made fitting of the structure by the application of Weibull distribution function. The research shows that the deciduous broad-leaved forest in this area had rich plant species. The composition of tree species was complicated and diversified and the dominant tree species were Pterostyrax corymbosus andQuerus aliena var. acuteserrata.The distribution of trees were relatively balanced ,and the region differences of the deciduous broad-leaved forest were small，with the stand density averaging 1511 strain/hm2.The DBH distribution presented a typical type of “J”. And the tree height distribution was a left normal distribution，which concentrated in 4-9m. Generally，stand structure had the basic characteristics of multi-species and uneven aged，which possessed the biodiversity conservation and plant species resources.

deciduous broad-leaved forest；stand structural；Longwang Mountain

S758.5+3

A

1004-7743（2014）02-0032-04

2014-02-26