林口林业局次生柞林资源现状*

钟兆华 孙楠 李亚洲 郭树平

（1.黑龙江省佳木斯市孟家岗林场，佳木斯 154000；2.黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨 150081）

林口林业局次生柞林资源现状*

钟兆华1孙楠2**李亚洲2郭树平2

（1.黑龙江省佳木斯市孟家岗林场，佳木斯 154000；2.黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨 150081）

采用树种丰富度、树种组成指数、树种单调度、树木均匀度等指标对林口林业局红石林场的次生柞林的树种组成做了详细的分析，其结果表明：现有次生柞林树种的多样性较差，单调度高，且无针叶树种；柞树生长较慢，生长潜力不大；建议对林分进行适当的人工抚育，并辅以针叶树种（红松、云杉）林下更新，构建异龄复层针阔混交林，发挥森林的多种生态功能。

次生柞林；树种组成；生物多样性；生长曲线

柞树（Quercus mongolica），又名蒙古栎，为壳斗科栎属植物，是第三纪孑遗植物，是我国重要的阔叶用材树种[1]。次生柞林在我国东北林区约占有林地面积的15%～20%[2-3]，林分土壤贫瘠，树种组成单一，林木生长缓慢[4-5]。近年来，随着近自然森林经营理念的提出，对现有次生柞林的抚育经营越来越重视[6]。本文对林口林业局红石林场的次生柞林进行了调查，并对其林分结构及其生长情况进行了分析，以期为次生柞林的近自然经营提供理论基础和数据支撑。

1 研究区域概况

林口林业局地处黑龙江省东南部，属于长白山系完达山脉（129°41′50″～130°34′20″E、45° 03′29″～45°58′30″N），总面积27.3025万hm2，土壤为暗棕壤、沼泽土、白浆土、草甸土和泥炭土等。该区属中温带大陆性气候，年均温度2.5℃，年均降雨量580 mm，无霜期110～130天。属于中温带落叶阔叶和针叶混交林植被带，植物种类繁多。

2 研究方法

2.1 数据收集

试验地设置在林口林业局红石林场86林班，该区为次生柞林近熟林典型分布区，面积大且集中，并进行过不同强度的抚育经营，2014年5月设置固定标准地10块，每块面积为20 m×30 m。对每块标准地进行GPS定位，并对标准地内所有林木进行每木检尺，分树种记录，共测得林木494株（表1和表2）。同时，根据计算得出柞树的平均木和优势木数据，并各选出3株做树干解析。

表1 各树种胸径统计特征

表2 各标准地胸径基本信息

2.2 评价指标

在传统森林经营中，树种多样性常用树种组成表示，但无法定量描述林分的树种多样性，因此，本研究采用树种丰富度、树种组成指数、树木均匀度和树种单调度对红石林场次生柞林的树种组成进行定量描述。

树种丰富度(R)采用Margalet指数，用以反映树种的丰富程度。

式中：S——树种数；N——个体总数。

树种组成指数（z）采用shannon-wiener指数，主要用以反映树种类型丰富的程度，是树种丰富度和各树种均匀度的综合反映，是反映林分树种多样性的定量指标。

式中:n——树种个数;pi——第i树种蓄积比例。

树木均匀度（E）采用Pielou指数，用以反映次生柞林各树种个体数量比例的均匀程度，其定义是实际多样性与最大多样化之比。

式中：Pi——第i个树种的个体数占总个体数的比例；S——树种数。

树种单调度（M）采用Simpson指数，用以反映树种组成的单调程度，该指标不仅与树木均匀度有关，亦与树种数有关，是从另一个角度评价树种组成结构的。

式中：N——总个体数；ni-第i个树种的个体数；S——树种数[7-8]。

3 结果与分析

3.1 次生柞林的树种组成结构

调查结果（表3）表明，红石林场次生柞林共有树种6种，即柞树、黑桦、紫椴、枫桦、色木、山槐。2号样地的树种数最少，只有3种；7号样地的树种数最多，有5种。各林分中柞树所占比例较大，均达到了5成以上，其中2号和5号样地柞树所占比例达到9成。所有林分的蓄积偏低，平均仅有61.06 m3/hm2，只有8号样地达到91.23 m3/hm2，超过全国平均蓄积（89.79 m3/hm2）。

树种丰富度与树种数呈正相关，与个体总数呈负相关，但树种数起决定性作用。所有样地中，树种丰富度最高的是7号样地，树种数为5种。最低的是2号样地，树种数为3种。其他样地树种数均为4种，其中树种丰富度最高的是公顷株数为400株的3号样地，最低的是公顷株数为1783株的10号样地。

表3 次生柞林树种组成结构

树种组成指数能定量描述林分树种多样性，但并不能完全取代树种组成式。树种组成指数有随着树种数增加而增大的趋势，7号样地的树种数最多，其树种组成指数最高；2号样地树种数最少，其树种组成指数也最小。

均匀度指数是与样地内各树种的株数相关的函数，由均匀度可以清晰的看出林分内各树种个体数量的均匀程度。7号样地的均匀度指数最大，这是由于该样地树种数最多，树种组成式为5311，说明林分中各树种株数所占比例差异较小，均匀度较高；5号样地树种数不是最少（4种），但由于该样地中单一树种（柞树）株数所占比例太大（85.71%），而其他树种比例太小，所以造成该样地均匀度指数最小。

树种单调度是树种个体集中分布的程度，除与树种数量有关，还能表示各树种分布的均匀程度。7号样地树种数最多，树种组成式为5311，在10块样地中各树种的分布相对比较均匀，故单调度最低。2号和5号样地的树种组成式都是91，但由于2号样地的树种数只有3种，稍低于5号样地的4种，所以单调度最高。

3.2 次生柞林的径阶结构

对红石林场次生柞林的标准地数据进行统计，并经过边缘校正后，其直径按径阶分布的结果见表4。

由径阶分布图(图1)可以看出，次生柞林的直径结构近似正态分布，方程为Y=-1.111 4X2+10.917X+29.909，相关系数R2=0.707 3。

表4 标准地径阶分布

由于整个林分径阶20 cm以内的林木株数较多、径阶大的株数较少（最大径阶为58 cm），导致平均直径较小，只有16.9 cm，曲线尖削，偏度较大。用负指数分布进行模拟，得到k=2 319.252，a=0.140，相关系数r=0.965。

3.3 次生柞林的生长量

图1 林木株数的径阶分布图

对3株柞树平均木的标准木做树干解析，并对其胸径、树高和材积的总生长量、平均生长量、连年生长量和生长率进行分析的结果（图2）表明，柞树的胸径生长比较缓慢，在14～16龄间，平均生长量超过0.2 cm；之后的50多年，平均生长量均保持在0.17 cm左右。胸径连年生长量受当年气候条件的影响较大，所以波动比较明显。柞树树高平均生长量和连年生长量呈现逐年递减的趋势，平均生长量由最初的0.26 m逐渐降到0.16 m。由于胸径逐年增大，所以单株材积的增长呈指数上升趋势，故材积的平均生长量和连年生长量呈现逐年增长的趋势。

图2 柞树各生长量指标

3.4 次生柞林的生长曲线拟合

根据次生柞林的柞树解析木数据，判定本研究的次生柞林的林龄为68年，接近次生柞林的主伐年龄（81年），属于近熟林阶段。结合收集的相关柞树样木信息，用理查德（Richards）生长曲线对其胸径、树高、材积生长量进行模拟，得到相关参数和拟合曲线列于表5，图3。

表5 次生柞林的胸径、树高、材积理查德方程参数

由理查德生长曲线的模拟结果可以看出，各生长指标拟合的相关系数均在0.97以上，效果良好。表明当前柞树的各生长指标逐渐增大，材积的生长呈指数趋势增长。

4 结论

林口林业局红石林场现有次生柞林中只有柞树、黑桦、紫椴、枫桦、色木、山槐6个树种，柞树与黑桦占了八成以上，林分的Pielou均匀度指数低、Simpson单调度指数高、树种的多样性较差，且无针叶树种；林分的平均公顷株数及平均公顷蓄积较低（61.06 m3/hm2），较全国平均公顷蓄积（89.79 m3/hm2）低32.00%。林分中柞树生长较慢，平均直径较小，大径级林木较少。林地土层较薄，不适宜大强度抚育，否则会造成环境条件恶化。随着群落的不断发展，该群落的多样性、丰富度会逐渐降低，从而演变成柞树黑桦林，虽然林分相对稳定，但生物多样性较差，土壤瘠薄。针对这些问题，建议对该次生柞林进行适当的人工抚育，并辅以针叶树种（红松、云杉）林下更新，构建异龄复层针阔混交林，充分发挥森林的多种生态功能，形成多样化的森林景观。

图3 次生柞树胸径、树高、单株材积拟合曲线

［1］吕伟伟，孙勇，程明杰，等.蒙古栎天然次生林改培大径级材技术研究［J］.防护林科技，2016（2）：1-3.

［2］陆秀君，张宇，刘鸣宇，等.不同促根措施对蒙古栎苗木生长的影响［J］.福建林学院学报，2011，31（2）：140-145.

［3］黄国伟，黄秦军，李文文.不同种源蒙古栎在3种生长条件下的综合评价［J］.西南林业大学学报，2012,32（1）：4-10.

［4］唐佩凯.改变次生柞林为针、阔叶混交林的主要方式［J］.林业科技，1987（1）：20-22.

［5］高东启，邓华锋，程志楚，等.蒙古栎间伐林分和未间伐林分生长模型研究［J］.中南林业科技大学学报，2014，34（2）：50-54.

［6］尤文忠，赵刚，张慧东，等.抚育间伐对蒙古栎次生林生长的影响［J］.生态学报，2015，35（1）：56-64.

［7］孙楠，刘奇.水曲柳、胡桃楸、黄波罗硬阔叶混交林树种组成调整技术研究［J］.西北林学院学报，2015，30（1）：120-125.

［8］吴金卓，冯亮，蔡小溪，等.森林生物多样性评价指标选择分析［J］.森林工程，2015，31（1）：30-33.

第1作者简介：钟兆华（1981-），男，本科，工程师，研究方向：森林培育学和森林经理学。

The Resources of Secondary Quercus mongolica Forest of Linkou Forestry Bureau

ZHONGZhaohua
（Meng Jiagang Forest Farm in Jiamusi City of Heilongjiang Province,Jiamusi154000）

Tree species composition with species richness,tree species The result showed that the species diversity of existing secondary Quercus mongolica forest is poor,single scheduling is high and no conifer;the stand had slowly growth and little potential;so we suggest to appropriate artificial forest tending,updated with Pinus koraiensis and Picea asperata,and builded different ages stratified needle broad-leaved mixed forest and give play to the multiple ecological functions of the forest.

Secondary Quercus mongolica forest;Tree species composition;Biological diversity; Growth Curve

S792.186,S718.54+5

A

孙楠（1981-），女，博士，副研究员，研究方向：森林经理学、森林培育学。

2017-05-03

（责任编辑：王岳）

1001-9499（2017）04-0051-04

*“十二五”国家科技支撑项目（2015BAD07B03）；黑龙江省森工总局推广项目（sgzjt2014008）资助