闽北天然米槠种群空间分布格局研究

2016-01-12钟兆全

森林工程 2015年3期

闽北天然米槠种群空间分布格局研究

钟兆全

(福建省顺昌国有林场，福建顺昌 353200)

摘要：米槠是南方集体林区优良乡土树阔叶树种之一，研究米槠种群空间分布格局对其种群的保护及合理经营利用具有重要的意义。在米槠样地调查数据的基础上，运用扩散系数(C)、丛生指数(I)、扩散指数(Iδ)、Cassie指数(Ca)、平均拥挤度与平均密度的比值)对天然米槠种群的空间分布格局进行分析。结果表明：米槠的空间分布格局总体呈聚集分布，随着样地面积的增大其分布趋势体现为无规律分布向聚集分布转变；推测米槠种群在天然条件下更新的最适面积为700~800 m`2。这是因为米槠种实较大较重，主要依靠重力传播。为更好地保护与利用，建议对米槠种群的其他结构特征进一步深入研究。

关键词：米槠；天然林；空间分布格局；聚集度指标

中图分类号：S 796

文献标识码：A

文章编号：1001-005X(2015)03-0031-04

Abstract：Castanopsis carlesii is one of the excellent native broad-leaved tree species in southern collective forest region.The study on the spatial distribution pattern is of great significance to protect and manage Castanopsis carlesii population reasonably.Based on the sample survey data of Castanopsis carlesii，the spatial distribution pattern of natural Castanopsis carlesii population was analyzed using the aggregate indices：dispersal index(C)，clumping index(I)，diffusion index(Iδ)，Cassie index(Ca)，average crowded degree and the ratio of average density(M*/ x).Results showed that the general spatial pattern of Castanopsis carlesii was aggregation distribution.The distribution pattern tended to change from irregular to aggregate with the increasing sampling area.The speculated optimum renewed area of Castanopsis carlesii is 700-800 m`2 under natural condition，which were due to the big and heavy seeds of Castanopsis carlesii that mainly dispersed by gravity.To have a better protection and utilization of Castanopsis carlesii，it is necessary to carry out further study on other structure characters of Castanopsis carlesii population.

Keywords：Castanopsis carlesii；natural forest；spatial distribution pattern；aggregation index

收稿日期：2014-11-22

基金项目：国家自然科学基金子课题(K01360001)；重点项目建设专项(6112C035H)

作者简介：第一钟兆全，高级工程师。研究方向：森林资源经营管理。E-mail：sclyzzq@163.com

Study on the Spatial Distribution Pattern of NaturalCastanopsiscarlesiiPopulation in Northern Fujian

Zhong Zhaoquan

(State-owned Forest Farm of Shunchang，Shunchang 353200，Fujian Province)

引文格式：钟兆全.闽北天然米槠种群空间分布格局研究[J].森林工程，2015，31(3)：31-34.

种群空间分布格局对种群个体在水平空间上的配置或分布状况的研究，与种群特性、种群关系和环境条件密切相关，是种群对环境长期适应和选择的结果，因而种群空间格局通常反映了一定环境因素对个体行为、生存和生长的影响[1]。种群生态空间分布是对其生态分析的重要内容，正确描述它们空间分布模型对判定植物分布规律，掌握其过程演化及预测变化趋势均有重要意义[2]。种群在空间的分布一般有3种类型，即随机分布、均匀分布和集聚分布。空间分布格局的测定方法有很多，目前应用效果较好、较为简便的是聚集度指标法[3]。

米槠(Castanopsiscarlessi)林是我国亚热带地区典型的地带性植被[4]，米槠为壳斗科椎属常绿阔叶树种，该树种在福建省的分布广度仅次于栲树，其木质坚硬、纹理致密、耐磨、韧性好，是家具、体育器材、胶合板等的优良用材，具有较高的经济价值。因其适应性强，分布广，是南方集体林区中的优良乡土阔叶树种[5]。目前对米槠的研究多集中在群落组成、结构特征和养分特征等[6-8]，对空间分布格局有一些有益的研究[9-12]。此外，也有作者从空间结构来分析群落分布[13-14]。因此本研究拟在参考前人研究的方法的基础上，对福建顺昌米槠的空间分布格局规律变化进行研究，以期为闽北地区更好地经营管理这一典型地带性植被提供理论参考依据。

1研究地概况

样地位于顺昌县国有林场武坊采育场40林班2大班2小班，土壤为山地黄壤，立地等级为Ⅰ级，坡度为30°，郁闭度达0.9。顺昌县位于福建中部偏北，北纬26°38′～27°121′，东经117°29′～118°14′。境内地形以山地丘陵为主，山脉为武夷山东延余脉。属中亚热带海洋性季风气候，全年温暖湿润、夏长冬短，年平均气温为18.5℃，年平均降水量1 738 mm，年平均日照时间为1 719.8 h，无霜期310 d。样地乔木层主要种类有米槠Castanopsiscarlesii、木荷Schimasuperba、榉木Zelkovaschneideriana、青冈栎Cyclobalanopsisglauca、拟赤杨Alniphyllumfortunei、槠木Castanopsissclerophylla等；灌木层主要有少叶黄杞EngelhardiafenzeliiMerr.、乌饭树Vacciniumbracteatum、黄瑞木Adinandramillettii、茶树Camelliasinensis等；草本层主要有肾蕨Nephrolepiscordifolia(L.)Presl、苔藓Bryophyta等。

2研究方法

2.1　材料收集

在顺昌县国有林场武坊采育场的天然米槠林集中分布区内，设置2块50 m×50 m的样地，然后在每个样地内以相邻格子法设置100个5 m×5 m小样方，在各小样方进行每木检尺，记录胸径≥2.5 cm的立木的树高、胸径、冠幅、坐标、枝下高和株数。

2.2　测定方法

常见的林木空间分布格局有聚集分布、随机分布和均匀分布等。本文采用聚集度指标对米槠空间分布进行分析，因不同的聚集度指标测定结果可能出现与其它指标测定结果不一致的现象，所以通过采用两个以上聚集度指标进行测定，并对结果的分析验证，以使得测定结果更加真实可靠。本文主要采用以下几个聚集度指标来进行测度[15，17]：

(1)扩散系数C。

式中：S2为米槠在样方中数量的方差；X为米槠在样方当中的平均数。

当C>1时，为聚集分布；C<1时，为均匀分布；C≈1时，为随机分布。

(2)丛生指数I。

当I>0时，为聚集分布；I<0时，为均匀分布；I=0时，为随机分布。

(3)扩散指数Iδ。

Iδ=[C×(n-1)+N-n]/(N-1)。

式中：n为样方数量，N为全部样方内总株；当Iδ>1时，为聚集分布；Iδ<1时，为均匀分布；Iδ=1时，为随机分布。

(4)Cassie指数Ca。

当Ca>0时，为聚集分布；Ca<0时，为均匀分布；Ca≈0时，为随机分布。

3结果与分析

3.1　聚集度指标测算

在米槠的2个样地调查记录数据的基础上，运用上述空间聚集度指标对它们的空间分布格局进行测算，结果见表1。

表1　米槠各聚集度指数 Tab.1 The aggregation index of Castanopsis carlesii

3.2　不同取样面积下米槠空间分布格局

对2块米槠林样地分别从四个角划取10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m、25 m×25 m、30 m×30 m等不同的面积，利用聚集度指标来判定不同取样面积下米槠空间分布格局的变化情况，结果见表2。

表2　不同取样面积米槠各聚集度指标 Tab.2 The aggregation index in different sampling areas of Castanopsis carles

结果表明在一般情况下天然米槠林中的米槠种群呈聚集分布，但在不同取样面积下，米槠种群分布则有所变化。取样面积较小时米槠种群分布或聚集或随机或均匀，随着取样面积的增大米槠种群呈聚集分布。根据前人研究表明聚集分布聚集强度最大的取样面积也可能是种群在天然条件下更新的最适面积[18]，结合上述计算推测米槠种群在天然条件下更新的最适面积为700～800 m2。

4结论与讨论

运用各聚集度指数对顺昌天然米槠空间分布格局进行分析，结果表明了顺昌天然米槠群落的空间分布呈聚集分布。然后再根据5种不同取样面积下米槠空间分布格局的分析，结果表明：取样面积对米槠种群的分布有所影响，取样面积较小时，其分布无规律，随着取样面积的增大，其分布趋向聚集。这与前人对天然林空间分布的研究结果有所不同[19-20]。其原因是在较小面积时米槠种群与其他树种相互竞争，或受局部气候条件的影响，导致其分布呈现非聚集状态。但随着面积的增大，种群呈现聚集分布，这与其生理生态特性密切相关[21]，米槠为本林分优势树种，且为高大乔木，上层优势木平均高超过了15 m，而其种实较大较重，壳斗为不规则瓣裂，以重力传播为主，所以传播距离不远，成熟种子常散布在母树周围，这些种子能在蔽荫环境中正常发芽，加之米槠幼苗在群落中环境适应力强、成活率高，故在其树高范围距离内的分布主要受种实播散的影响而呈现无规律现象，但随着抽样面积的增大，母树间的间距增加，其相互竞争减弱，开始向聚集分布的趋势发展。从统计意义看，影响种群分布各种因素在某种尺度上容易形成耦合关系，如果有利于种群生长，种群个体就容易在这种尺度上聚集生长，以此推测米槠种群在天然条件下更新的最适面积为700～800 m2。

米槠空间分布格局的研究对其种群的保护、合理经营利用具有重要的意义。本研究仅在米槠种群的在聚集度指标与方法检验方面进行了部分的有益探讨，而对该种群的其他结构特征则有待于进一步研究。

【参考文献】

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