明溪坑甲自然保护区闽楠天然林分大小比数的研究

林笑雨，黄思猷，唐巧倩，江希钿

（福建农林大学 林学院，福建 福州350002）

明溪坑甲自然保护区闽楠天然林分大小比数的研究

林笑雨，黄思猷，唐巧倩，江希钿

（福建农林大学 林学院，福建 福州350002）

利用明溪县坑甲自然保护区的闽楠天然林样地调查数据，对其林分胸径、树高、冠幅大小比数进行研究。研究结果得出：在该保护区内，闽楠天然林林分中胸径大小比数、树高大小比数及冠幅大小比数的分化程度基本一致。但其林分大小比数在胸径和冠幅上主要呈现中庸状态，其曲线均为中间高两边低的非对称山状曲线，而在树高上则呈现劣势状态，其曲线呈现偏左的非对称抛物线。在反应相邻木之间的生长优势度上，胸径和冠幅之间的一致性比胸径和树高、树高和冠幅的一致性好。研究明溪坑甲自然保护区的闽楠天然林林分大小比数，对合理经营该保护区闽楠天然林林分的空间结构，保护和利用其森林资源有着重要意义。

闽楠；大小比数；胸径；树高；冠幅；明溪

闽楠，俗称楠木，樟科楠属的常绿大乔木，高可达20 m，胸径达2.5 m。楠木被誉为“江南四大名木”之首，其木材芳香耐久，树形优美，材质致密坚韧，加工容易，也有隔音和驱蚊的特性，是我国著名的庭院观赏树种［1］。楠木为国家二级保护渐危种，分布区于亚热带常绿阔叶林区西部，生长在气温约0～38℃，年降水量为1400～1600 mm的亚热带区域［2-3］，在我国贵州、四川、重庆、湖北等地区均有天然分布，是组成常绿阔叶林的主要树种。本文利用明溪县坑甲自然保护区的闽楠天然林标准地材料，对其林分大小比数进行研究，为掌握该保护区内闽楠天然林的林分空间结构规律提供科学依据。大小比数是描述林分空间结构的参数［4］，目前已被运用于红松阔叶林、针叶混交林、风景林、罗浮栲天然林和木荷人工林［5-12］等各个方面，但其在闽楠天然林中运用较少，通过对明溪县坑甲自然保护区闽楠天然林的胸径大小比数、树高大小比数和冠幅大小比数的研究，进一步验证其在空间结构中作为参数的可行性。

1　试验地概况

试验地位于福建省三明市明溪县瀚仙镇连厝村沙洲坑甲自然保护区，位于北纬26°08′～26°39′，东经116°47′～117°35′。平均海拔高度200～300 m之间，属亚热带海洋性季风气候，年平均气温18℃，年平均降雨量1800 mm，年平均无霜期261 d，气候温和，雨量充沛，冬少严寒，夏无酷暑，光照充足。试验地上的闽楠天然林为异龄林，乔木层主要以闽楠为主，基本为纯林，只有少量苦椎、枫香、樟树等混生。林下植被丰富，种类繁多。灌木层主要有桂花幼树、芒萁、小叶石楠，楠木幼树等，灌木密度约为50%～60%。草本层主要有络石，常青藤，凤尾蕨，石松，麦冬，显齿蛇葡萄，韭厥，夹迷，石栎，豆崖藤，水芋，木苺，蓑草，鸢尾，次雪丹，老鼠矢，铁线莲等。

2　研究方法

2.1资料收集和整理

在福建三明市明溪瀚仙镇连厝村沙洲坑甲自然保护区的闽楠天然林林分内，选择有代表性的地段设置13块标准样地，标准地大小为30 m×30 m，坡度为3°～22°，阴坡，林分郁闭度为0.6～0.7，平均林分密度为670·hm-2，在样地范围内对所有活立木进行每木调查，并用罗盘仪射点的测量方法对每株活立木进行位置的确定，并逐株编号。根据测量结果，得出各个标准地内单株活立木的坐标位置，并测定每株活立木的直径、树高、冠幅等测树因子，其中所测直径为胸径，即乔木主干离地表1.3 m处直径大小，对所测得数据进行整理，绘制表格，以此作为闽楠天然林林分大小比数的研究数据。

2.2大小比数

大小比数（U）用以描述林木大小分化程度。它被定义为大于参照树的相邻木数量占所考察的株最近相邻木的比例。为了更符合人们通常的大小比较习惯，本文采用郑德祥等［12］的大小比数研究方法，将原公式大小判定的顺序颠倒。即U值越高，表明周围比参照树大的相邻木越少，参照树的优势度越大；U值越低，表明周围比参照树大的相邻木就越多。本文采用胸径、树高和冠幅来计算大小比数，综合分析林木的空间优势度。计算公式为：

大小比数取值有5种情况，即0、0.25、0.50、0.75和1.00，分别对应绝对劣态、劣态、中庸、亚优势和优势。

大小比数均值（U）的公式为：

式中Ui为第i株树的大小比数；U为群落平均大小比数；n为群落林木株数。

3　结果分析

3.1闽楠天然林不同变量的大小比数

3.1.1胸径大小比数

分别计算13块标准地林分的胸径大小比数，统计其分布频率，结果见图1～2。

从图1和图2可以看出，各标准地胸径大小比数总体来说在取值上的分布频率较为均匀，平均胸径大小比数在0.463～0.533之间，说明各标准地中不同胸径大小的林木在其各自空间结构单元中分布都较为均匀，情况符合该研究地闽楠天然林林分现状。总体上，研究地闽楠天然林林分胸径大小比数的分布较均匀。

图1　各标准地平均大小比数

图2　各标准地胸径大小比数分布

在各标准地平均胸径大小比数的累计分布频率柱状图上，6号标准地、7号标准地和13号标准地以中庸木居多，绝对优势木和绝对劣态木最少，其中6号标准地优势木的量居其次，7号标准地劣态木的量居其次，而13号标准地优势木与劣态木的数量相差不大，这3块标准地的平均胸径大小比数分别为0.533、0.473和0.495；1号标准地和11号标准地较为相似，均以中庸木数量最多，优势木数量居其次，而劣态木数量最少，这2块标准地的平均胸径大小比数分别为0.506和0.529；2号标准地和8号标准地均以中庸木居多，优势木最少，这2块标准地的平均胸径大小比数为0.500和0.495；3号标准地以中庸木、优势木和劣态木数量居多，3者之间相差不大，而绝对优势木和绝对劣态木数量均较少，此标准地的平均胸径大小比数为0.505；4号标准地以优势木和绝对优势木数量最少，其余3种状态的林木数量相差不大，居其次，4号标准地的平均胸径大小比数为0.457；5号标准地和10号标准地类似，均以中庸木和劣态木数量居多，其他3种状态的林木数量较少，但5号标准地劣态木所占比重更大，这2块标准地的平均胸径大小比数为0.463和0.495；9号标准地和12号标准地较相似，其 5种状态的林木数量相差不大，较为持平，9号标准地和12号标准地的平均胸径大小比数为0.488和0.481。从以上结果可以表明，4号标准地、5号标准地和7号标准地表现出轻微劣势，而6号标准地和11号标准地则表现出轻微优势，而其余8块标准地则均表现为中庸态势。

3.1.2树高大小比数

分别计算13块标准地林分的树高大小比数，统计其分布频率，结果见图1和图3。

从图1和图3可以看出各标准地树高大小比数总体来说在取值上的分布频率较为均匀，但存在个别波动，平均树高大小比数在0.473～0.523之间，说明各标准地中不同树高大小的林木在其各自空间结构单元中分布都较为均匀。总体上，研究地闽楠天然林林分树高大小比数的分布较均匀。

在各标准地平均树高大小比数的累计分布频率柱状图上，1号标准地以绝对优势木数量最少，而其余4种状态的林木数量相差不大，其标准地的平均树高大小比数为0.482；2号标准地、6号标准地和12号标准地较为相似，3者标准地林分中5种状态的林木数量相差不大，均处于持平状态，这3块标准地的平均树高大小比数分别为0.500、0.500和0.495；3号标准地以中庸木数量居多，而劣态木数量最少，其余3种状态的林木数量相差不大，3号标准地的平均树高大小比数为0.480；4号标准地、5号标准地和8号标准地的情况较为相似，这3块标准地均以劣态木数量居多，其中4号标准地以中庸木数量居其次，以绝对劣态木的数量最少，5号标准地同样以中庸木数量居其次，但以绝对优势木数量为最少，而8号标准地则以绝对优势木数量居其次，绝对劣态木数量最少，4号标准地、5号标准地和8号标准地的平均树高大小比数分别为0.484、0.450和0.495；7号标准地以中庸木和劣态木数量居多，绝对优势木和绝对劣态木数量相对较少，其标准地的平均树高大小比数为0.473；10号标准地则以劣态木数量居多，其余4种状态的林木数量相差不大，10号标准地的平均树高大小比数为0.463；11号标准地以中庸木数量最多，绝对优势木数量居其次，而其余3种状态的林木数量相差不大，11号标准地的平均树高大小比数为0.523；13号标准地则以中庸木和劣态木数量居多，其余3种状态的林木数量较为持平，其标准地的平均树高大小比数为0.488。从以上情况可以得出，5号标准地、7号标准地，以及10号标准地均表现出轻微劣势，11号标准地则表现出轻微优势，而其余的9块标准地均表现为中庸态势。

图3　各标准地树高大小比数分布

3.1.3冠幅大小比数

分别计算13块标准地林分的冠幅大小比数，统计其分布频率，结果见图1和图4。

图4　各标准地冠幅大小比数分布

从图1和图4可以看出，各标准地冠幅大小比数总体来说在取值上的分布频率较为均匀，平均冠幅大小比数在0.446～0.514之间，说明各标准地中不同冠幅大小的林木在其各自空间结构单元中分布都较为均匀。总体上，研究地闽楠天然林林分冠幅大小比数的分布较均匀。

在各标准地平均冠幅大小比数的累计分布频率柱状图上，1号标准地、3号标准地和8号标准地的情况较为相似，3者均以中庸木数量占最多，而其余4种状态的林木数量较少，且彼此之间相差不大，这3块标准地的冠幅平均大小比数分别为0.488、0.500和0.495；2号标准地和7号标准地较为类似，其5种状态的林木数量均相差不大，彼此之间处于持平状态，2号标准地和7号标准地的平均冠幅大小比数分别为0.494和0.468；4号标准地以绝对优势木数量最少，而其余4种状态的林木数量相差不大，其平均冠幅大小比数为0.446；5号标准地则以中庸木数量最多，劣态木数量居其次，而其余3种状态的林木数量较为持平，5号标准地的平均冠幅大小比数为0.475；6号标准地以中庸木数量居多，优势木和劣态木数量居其次，而绝对劣态木数量最少，其标准地的平均冠幅大小比数为0.514；9号标准地以劣态木数量最多，而其余4种状态的林木数量相差不大，处持平状态，9号标准地的平均冠幅大小比数为0.483；10号标准地不同状态的林木分布较为特别，以绝对劣态木数量最多，绝对优势木数量居其次，而中庸木、优势木和劣态木数量均较少，且3者之间数量相差不大，较为持平，10号标准地的平均冠幅大小比数为0.468；11号标准地和13号标准地类似，均以中庸木和优势木数量居多，且中庸木数量所占比重稍大，其中11号标准地的绝对优势木和绝对劣态木数量较少，而13号标准地的绝对优势木和劣态木数量较少，这2块标准地的平均冠幅大小比数分别为0.506和0.500；12号标准地以优势木和中庸木数量居多，两者之间相差不大，而绝对优势木的数量最少，12号标准地的平均冠幅大小比数为0.484。从以上情况可以说明，4号标准地、5号标准地、7号标准地以及10号标准地均表现出轻微劣态，6号标准地表现出轻微优势，而其余的8块标准地则呈现中庸态势。

3.2林分平均大小比数

3.2.1胸径大小比数

由图5可以看出，闽楠天然林的胸径大小比数分布曲线呈现中间高两边低的非对称近似正态抛物线分布，各级状态的比重为，绝对劣态级占16.98%，劣态级占21.56%，中庸级占25.98%，优势级占19.02%，绝对优势级占16.47%，其中中庸级所占比重最大，其余大小顺序依次为劣态级、优势级、绝对劣态级、绝对优势级。整个曲线以中庸木为中轴，向两边依次递减，表明在闽楠天然林林分中，各个相邻木间胸径大小比例相似的比例占最大，由于所研究的林区林木主要以闽楠天然林纯林为主，所以结论较符合实际情况。

图5　平均胸径大小比数

3.2.2树高大小比数

由图6可以看出，闽楠天然林的胸径大小比数分布曲线呈现左偏非对称抛物线分布，比重不均匀，各级状态的比重为，绝对劣态级占16.61%，劣态级占24.75%，中庸级占23.39%，优势级占18.98%，绝对优势级占16.27%，其中劣态级所占比重最大，其余大小顺序依次为中庸级、优势级、绝对劣态级、绝对优势级。曲线由绝对劣态级时开始升高，到劣态级时达到顶峰，之后逐渐呈下降趋势，表明在闽楠天然林林分中，林木在树高上处于被压状态的比例最大。

3.2.3冠幅大小比数

由图7可以看出，闽楠天然林的冠幅大小比数分布和胸径大小比数分布情况一样，闽楠天然林的胸径大小比数分布曲线呈现中间高两边低的非对称近似正态抛物线分布，各级状态的比重为，绝对劣态级占17.97%，劣态级占20.68%，中庸级占25.59%，优势级占20.34%，绝对优势级占15.42%，其中中庸级所占比重最大，劣态级居其次、其余依次为优势级、绝对劣态级、绝对优势级。整个曲线同样以中庸木为中轴，向两边依次递减，这表明闽楠天然林林分中，各个相邻木间冠幅大小比例相似的比例占最大，劣态木的比例居其次也表明有部分林木处于被压状态。

图6　平均树高大小比数

图7　平均冠幅大小比数

3.3树高、胸径、冠幅大小比数的关系

通过图8比较各标准地的胸径、树高和冠幅的大小比数可以看出，13块标准地中有9块标准地的胸径大小比数和冠幅大小比数相接近，有7块标准地的胸径大小比数和树高大小比数相接近，同时有7块标准地的树高大小比数和冠幅大小比数相接近，这表明在相邻木之间的生长优势度上，胸径和冠幅之间的一致性比胸径和树高、树高和冠幅的一致性来的好。计算13块样地的群落平均大小比数得出，群落平均胸径大小比数为0.494，平均树高大小比数为0.483，平均冠幅大小比数为0.486，可以看出，3者之间的分化程度相差不大，基本一致。

图8　各标准地胸径、树高和冠幅大小比数比较

4　结论与讨论

（1）通过分布频率和大小比数可以看出，在明溪县坑甲自然保护区内，闽楠天然林林分胸径大小比数、树高大小比数及冠幅大小比数的分布总体上较为均匀，其林木在胸径上主要呈现中庸状态，表明在该自然保护区的闽楠天然林林分中，各个相邻木间胸径大小比例相似的比例占最大，其胸径大小比数的分布主要呈中间高两边低的非对称近似正态分布，这与该保护区内闽楠天然林分的实际情况相符；闽楠天然林的林木在树高上主要呈劣态状态，其树高大小比数的分布主要呈偏左的非对称抛物线，曲线由绝对劣态级开始升高，到劣态级时达到顶峰，之后逐渐呈下降趋势，这说明林分的部分林木处于被压状态；同胸径一样，闽楠天然林的林木在冠幅上也主要呈现中庸状态，以中庸木为最多，这表明在该自然保护区的闽楠天然林林分中，各个相邻木间冠幅大小比例相似的比例占最大，而劣态木的比例居其次，也表明有部分林木处于被压状态。在反应相邻木之间的生长优势度上，胸径和冠幅间的一致性比胸径和树高、树高和冠幅间的一致性好；（2）本文的不足之处在于，由于树高和冠幅在人工的实地测量上不如胸径测量来的准确，所以在树高和冠幅的测量上会存在些许误差，这是本文的不足之处；（3）通过对明溪坑甲自然保护区闽楠天然林林分大小比数的研究，进一步验证了大小比数在林分空间结构中作为参数的可行性，对合理经营和利用该自然保护区的闽楠天然林林分空间结构有着重要意义。

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（责任编辑：朱联九）

Studies on the Stand Structure of Phoebe boumei Natural Forest at Kengjia Natural Reserve in Mingxi

LIN Xiao-yu，HUANG Si-you，TANG Qiao-qian，JIANG Xi-dian

（College of Forestry，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）

Based on the sample-plot survey data in Phoebe boumei natural forest at Kengjia natural reserve in Mingxi，its stand neighborhood comparison on DBH，tree height and crown width were studied.The results showed that:at this reserve，the differentiated degree of neighborhood comparison on DBH，tree height and crown width on Phoebe boumei natural forest is basically consistent.But the neighborhood comparison on DBH and crown width presents a state of the doctrine of the mean.The curve presents an asymmetric montiform curve that the middle is higher than those of the sides，but it presents a bad state on tree high，the curve presents an asymmetric left curve.On the reaction of adjacent trees on coverage，the consistency between DBH and crown width is better than DBH and tree height or tree height and crown width. Studies on the neighborhood comparison of Phoebe boumei natural forest at Kengjia natural reserve in Mingxi has great significance in managing its space structure，protecting and utilizing its forest resources

Phoebe boumei；neighborhood comparison；DBH；tree heigh；crown width；Mingxi

S758.5

A

1673-4343（2016）02-0021-06

10.14098/j.cn35-1288/z.2016.02.005

2016-02-20

福建省自然科学基金项目（B0010019）

林笑雨，男，福建永春人，硕士研究生。主要研究方向：从事森林经理学。通讯作者：江希钿，男，教授，博士生导师。主要研究方向：森林经营与资产评估。