浙江楠纯林与异龄混交林群落结构比较

王良衍，应 震，赵 绮，严春风，张富杰

(1.浙江天童国家森林公园，浙江 宁波 315114；2.宁波市鄞州区林业技术管理服务站，浙江 宁波 315100)

浙江楠纯林与异龄混交林群落结构比较

王良衍1，应 震1，赵 绮2，严春风2，张富杰2

(1.浙江天童国家森林公园，浙江 宁波 315114；2.宁波市鄞州区林业技术管理服务站，浙江 宁波 315100)

以天童山13年生浙江楠人工纯林与异龄混交林为研究对象，从生态学的视角比较分析其林分发育、林木竞争分化、树高/胸径比值和优势木生长的特征。结果表明：与纯林相比，异龄混交龄林生长优势显著；林分平均胸径生长量提高1.8%，单株材积生长提高7.4%。树高胸径关系分析表明，异龄混交林中浙江楠个体的高生长得到显著促进，其树高生长量比纯林提高8.4%；异龄混交林、纯林中浙江楠1～5级木的比例大小排序分别为3级(43.7%)>2级(26.5%)>4级(15.7%)>1级(12.9%)>5级(1.2%)；3级(34.7%)>2级(25.6%)>4级(20.0%)>1级(18.2%)>5级(1.2%)；直径结构都显正态分布，纯林分化程度大于异龄林。浙江楠纯林、异龄林优势木分别占总株数的18.2%、12.9%，分别提供51.1%、35.4%的蓄积量，反映了自疏效应导致的优势木贡献。

浙江楠；人工纯林；异龄混交林；林分结构

结构是功能的基础，林分的径级结构、树种组成结构和空间结构决定了林分的功能。虽然林分结构研究已有近百年的历史，但在不同时期，其随森林经营目的有所变化，由过去的木材生产和经济效益逐渐向以多种效益并重的目标发展。为克服人工林结构单一、功能低效和生产力低下等诸多问题，德国林学家Gayer提出“人工林近自然化”的经营理论，提倡使用乡土树种，倡导尽可能使林分的建立、抚育、采伐方式同“潜在的自然植被”接近，其经营的目标为：混交林—异龄林—复层林。其培育过程的核心是“单株木目标树”经营体系，这对人工林进行经营培育是行之有效的方法。浙江楠(Phoebechekiangensis)是我国特有的珍贵用材树种，其自然分布区较小，仅限于浙江、福建、江西和安徽南部。由于其良好的材质，生长中速，抗逆性、萌芽能力强[1-7]，在2002年后，被引种到鄞州天童林场，成为受损马尾松林疫木清理后恢复的重要造林树种之一。本文从生态学的视角比较分析其纯林和混交林的生产力、直径结构、生长特点，探讨两者结构上的差异，为珍贵用材树种人工林抚育和森林可持续经营提供参考。

1 试验区概况

试验地位于宁波市鄞州区天童林场(29°48′N、121°47′E)，属于中亚热带湿润季风气候。年均气温16.2 ℃，≥10 ℃的年积温为5166.2 ℃，Kira的温度指数是135 ℃，无霜期237.8 d；年均降水量1375 mm，蒸发量1320.1 mm，相对湿度82%，年日照时间2057.9 h，日照率47%。调查地区的天然植被属亚热带常绿阔叶林，在山坡立地类型上优势树种为木荷(Schimasuperba)、栲树(Castanopsisfargesii)、米槠(Castanopsiscarlesii)等；在沟谷立地类型上优势种为南酸枣(Choerospondiasaxillaris)、枫香(Liquidambarformosana)、薄叶润楠(Machilusleptophylla)、红楠(Machilusthunbergii)等，树种组成复杂，多样性高。

2 研究方法

选取天童林场13年生的浙江楠纯林和异龄混交林(I酸II楠，即主林层为南酸枣和枫香，更新层为浙江楠)作为研究对象，浙江楠纯林原为柑桔(Citrusreticulata)林，于2002年冬皆伐改造，并进行穴垦整地，整地规格长×宽×深为0.5 m×0.5 m×0.35 m，2003年3月采用2年生I、II级实生苗(打小泥球)造林；初植密度3500株·hm-2，异龄混交林原为马尾松(Pinusmassoniana)和南酸枣混交林，由于松树受松材线虫病危害而全部死亡，疫木清理后，保留林地上的南酸枣、枫香近成熟母树，2003年春同上述方法整地与造林，初植密度3150株·hm-2。2个试验地位置相近，立地条件均为沟谷，地形相对一致。立地状况见表1。在纯林、异龄林中各设置0.433 hm-2、0.2 hm-2的大样地，2013年12月对样地进行每木检尺，调查植物名称、数量、胸径、树冠和更新及树木健康状况，计算单株材积量和林分蓄积量。单株材积采用浙江省林业勘察设计院的计算公式：V=G(H+3)f，式中V为单株蓄积，G为胸径断面积，H为树高，f为形数以0.38计算。蓄积量=单株平均材积×林分保留株数。

表1 样地林分生长情况

*：*为异龄林I酸II楠，以分母表示。

林分分级方法利用每木检尺数据，采用r=d/D公式计算，其中：d为林木胸径(cm)，D为林分平均胸径(cm)。根据r值大小将其划分为5个等级[5]，1级木：r≥1.336；2级木：1.026 ≤r<1.336；3级木：0.712≤r<1.026；4级木：0.383≤r<0.712，5级木：r<0.383。

3 结果与分析

3.1 不同林分浙江楠的生长比较

从表1、表2可知，浙江楠异龄混交林与纯林样地的立地条件大致相同，但异龄林中的浙江楠生长优势显著。异龄林浙江楠胸径、树高的年平均生长量分别为0.45 cm、0.32 m，分别高于纯林1.8%、8.4%，异龄林中浙江楠的高生长极显著高于纯林(P>0.01)。异龄林浙江楠的胸高断面积为8.19 m2·hm-2，比纯林稍小，主要原因与密度相关。从林分蓄积量来看，异龄林高达93.62 m3·hm-2，比纯林提高3倍，其中浙江楠为22.16 m3·hm-2，异龄林中浙江楠生长效果显著。

表2 纯林与异龄混交林生长比较

3.2 不同林分浙江楠树高/胸径比的差异

林木个体间普遍存在的相关生长关系表示个体内不同器官或同一器官不同方向按一定的几何方式增长。环境条件的改变可以使这种几何式增长发生变化，以适应改变了的生长环境[8]。不同林分中浙江楠个体的树高/胸径比值的频度分布见图1。纯林中浙江楠的树高/胸径比值分布于0.35～1.25之间，呈正态分布，其中比值在0.5～0.95之间的个体最多，占84.4%；而异龄林浙江楠的树高/胸径比值也分布于0.35～1.25之间，其中比值在0.5～1.1之间的个体最多，占89.5%。异龄林中楠木的树高/胸径比值大于0.8的个体数占31.1%，而纯林中则仅占20.7%，经方差分析二者差异显著(P<0.01)。由此可见，异龄混交林对浙江楠树干在垂直方向(树高)的生长有显著促进作用，有利于楠木幼树的健壮生长，个体发育匀称，缓和了种内分化。

图1 不同林分浙江楠个体树高/胸径比值与胸径径级的频度分布图2 不同林分浙江楠林木分级的频度分布

3.3 不同林分浙江楠径级结构的差异

径级结构能正确反映林分生长和林木间的竞争关系。随着林木的生长，林分逐渐郁闭，林木种内和种间竞争也变得剧烈，林木开始分化形成分级木。林分竞争状态与其径级分布范围和株数有关[9]。径级分布范围反映了分化的存在与程度大小，分布范围越宽，两极级别存在的可能性越大，则分化存在的可能性越高；而不同径级的株树分布则反映了分化的强度，两极级别的株数越多则分化强度越大。由图2可知，异龄混交林1～5级木的比例由大到小排序分别为3级(43.7%)>2级(26.5%)>4级(15.7%)>1级(12.9%)>5级(1.2%)，纯林1～5级木的比例由大到小排序分别为3级(34.7%)>2级(25.6%)>4级(20.0%)>1级(18.2%)>5级(1.2%)。两者立木径级分布趋势大致相同，但所占比例差异显著，异龄混交林1级和5级比例明显低于纯林；2～4级的比例大约占85.9%，比纯林高5.6%，说明异龄混交林相对均衡。同时异龄混交林在1级和5级木的比例达14.1%，比纯林少5.6%，说明纯林的林木分化程度较强，林木竞争激烈，导致自然稀疏早于异龄林。

由图3可知，浙江楠纯林和异龄林的直径结构分布都呈单峰型，径级分布连续，说明人工林下缺乏幼苗和幼树。

图3 不同林分的浙江楠的径阶分布图

3.4 不同林分浙江楠的优势木生长

能否培育较多数量的优势目标木并均匀分布，是获取林分高质高产的条件，也是大径材培育的前提。由表3可知，纯林和异龄混交林浙江楠人工林的优势木分别为630株和401株，占总株数的18.2%和12.9%，即提供了51.1%和35.4%的林分蓄积，说明了能够提供森林经营物质收获的主体部分是由部分数量不多的优势木来完成的事实。这为以后生产优质大径材的培育提供了有价值的信息。

表3 浙江楠纯林与异龄混交林优势木数量与直径对林分蓄积生长的作用分析

4 结论与讨论

对浙江楠人工纯林和异龄混交林的林分生长和结构比较分析，结果表明：与纯林相比，异龄混交林生长优势显著；林分平均胸径生长量提高1.8%，单株材积生长提高7.4%。树高胸径关系分析结果表明，异龄林中浙江楠个体的高生长得到显著促进，其树高生长量比纯林提高8.4%；异龄林浙江楠1～5级木的比例由大到小排序分别为3级(43.7%)>2级(26.5%)>4级(15.7%)>1级(12.9%)>5级(1.2%)，纯林1～5级木的比例由大到小排序分别为3级(34.7%)>2级(25.6%)>4级(20.0%)>1级(18.2%)>5级(1.2%)；异龄混交林的分化程度较小，保持着较高的生长量。

本研究中，异龄混交林中的浙江楠树高和胸径生长优于纯林，这是由于异龄林密度相对较低以及树种之间的竞争弱所导致的。一般来说，林分内个体间存在着密度制约效应，个体间因密度增加而产生对空间资源、物质资源和光资源的竞争，从而导致有限的资源只能分配给那些竞争力强的个体，在此过程中，必然淘汰部分竞争力弱的个体，也使得部分个体处于竞争弱势，从而会导致整体水平竞争力的下降，最终使得林分内所有个体的长势较差。相反，在同样的资源供应水平下，如果竞争的个体数较少，资源分配就充足，可以保证低密度林分所有个体的高生长。这种现象在本研究的不同林分中个体的树高胸径比中可以得到进一步验证。树高胸径比值关系分析表明异龄林中浙江楠个体的树高生长得到显著的促进，其树高生长量比纯林提高8.4%，充分说明异龄混交林有利于楠木的生长，个体发育均匀，缓和了种内的分化，为林分生长提供了适宜的生长环境。研究中，纯林和异龄混交林13年生浙江楠林分中已产生18.2%和12.9%的优势(1级)木，分别占51.1%和35.4%的蓄积量，表明了林分自疏效应按照正向的异速生长关系发展，即：随着自疏过程进行，林分发育过程必然伴随大部分竞争力弱的个体的淘汰，而林分总的蓄积量必然由少数的竞争力强的个体优势木来贡献。因此，在目前的培育过程中应加强优势目标树的培育，这对于林地生产力和森林更新具有十分重要的意义。由于浙江楠是长周期的栽培种，本研究观测时间有限，有必要对其生长特征和林分自疏效应进行长期跟踪观测研究。

针对天童山2种浙江楠林分生长的情况，为尽快促进干材阶段的径、高生长，发挥以珍贵用材树种为主要生态效益，兼顾其它功能效益，应改变传统的林业栽培模式，采取近自然化经营培育。在纯林中由于林分已产生竞争分化，可在近期进行1次抚育，除去林中灌藤，保留枫香、香樟(Cinnamomumcamphora)、红楠等阔叶实生幼树。在优势(1级)木中选择健康、茁壮、干形圆满通直的幼树作为目标树，并编号挂牌，对其周围4 m内的干扰木进行间伐或移植，促进目标树的快速生长且均匀分布。对已结实的母树，要加强上层光照和林地清理抚育，促进天然更新，促使单层林尽快形成异龄林。对林地较瘠薄、楠木生长较差的地块可施生物质竹炭，改善土壤。在异龄混交林中，由于初植密度较低、林分分化程度低，也需进行1次除去箬竹、灌藤的抚育，保留或留养林下实生的南酸枣、华东楠(Machilusleptophylla)、红楠等顶级阔叶幼树，从而增加林分的树种混交和层次结构，改善林分结构，实现人工林林分向地带性常绿阔叶林的演替。

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Comparisonof the Community Structure between Pure and Uneven-agedmixedPhoebechekiangensisForests

WANG Liang-yan1，YING Zhen1，ZHAO Qi2，YAN Chun-feng2，ZHANG Fu-jie2

(1.TiantongNationalForestPark，Ningbo315114，Zhejiang，China；2.Yinzhoudistrictforestrytechnologymanagementservicestation，Ningbo315100，Zhejiang，China)

In this study，the 13 year growth artificial pure forests ofPhoebechekiangensisand unevenaged mixed forests in TianTong mountain has been selected as research objectives，and we analyzed the characteristics of forest stands development，competitive differentiation of forest，tree height/diameter ratio and the growth of dominated trees.Our results showed that，unevenaged mixed forests had a significantly growth advantage compared with pure forests；Average breast diameter growth increment of forest stands increased 1.8%，and individual volume reached 7.4%.Analyting the results of relationship between tree height and average breast diameter，we kown the individual growth of height ofPhoebechekiangensisin unevenaged mixed forests had been significantly boosted，and tree height growth was higher with 8.4% than pure forests；Proportion sequence of 1～5 level forest ofPhoebechekiangensisin unevenaged mixed forests and pure forest followed the series that 3(43.7%)>2(26.5%)>4(15.7%)>1(12.9%)> 5(1.2%)，3(34.7%)> 2(25.6%)> 4(20.0%)> 1(18.2%)> 5(1.2%)，respectively.The diameter structures of forests all followed normal distribution，but the degree of differentiation of pure forest was greater than unevenaged mixed forests.Artificial pure forests and unevenaged dominated forest accounted for 18.2% and 12.9% for the total，and accumulated 51.1% and 35.4% growing stock for total，respectively，indicating the dominated contribution induced by self-thinning effect.

Phoebechekiangensis；artificial pure forests；unevenaged mixed forests；stand structure

2014-04-20；

2014-05-20

宁波市重大科研项目(2012C10027)；宁波市科技攻关项目(2010C10028)；宁波市鄞州区科技项目(高效稳定型中幼林的群落功能范式调控技术研究与示范)

王良衍 (1945—)，男，浙江绍兴人，浙江天童国家森林公园高级工程师，从事营林和森林生态学研究。E-mail：yingzhen0908@foxmail.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.01.011

S725.2；S718.54+2

A

1002-7351(2015)01-0050-05