台湾相思次生林胸径与竞争指数关系

陈志斌

摘要：采用Hegyi单木竞争指数模型对次生林台湾相思种内和种间竞争强度进行了定量分析。结果表明：竞争强度与对象木胸径服从指数函数关系，台湾相思胸径小于26cm时应加强对其保护，采取人工抚育措施促进生长;台湾相思胸径达到26cm时竞争强度趋于稳定。这可为台湾相思次生林的抚育间伐提供一定的理论参考。

关键词：台湾相思;种内竞争;種间竞争

中图分类号：S718 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2018）05-0121-02

1 引言

闽南沿海地区山地较为瘠薄，林木经济效益较差，有些林区在遭受人为破坏后，没有及时更新造林，严重影响了树种的分布、破坏树种的竞争模式，形成了次生林。次生林林木的竞争模式对森林生态系统的结构和功能产生着重大的影响。台湾相思（Acacia con fusaMerr）是闽南沿海地区瘠薄山地主要造林树种之一，可作为水土保持林、防风林、防火的优良的速生树种[1]。已有学者研究中亚热带台湾相思高径分布[1]、台湾相思12中元素含量[2]等，但对于台湾相思次生林胸径与竞争指数的研究却鲜有报道。本研究以闽南地区台湾相思次生林为研究对象，分析台湾相思胸径与竞争指数的关系，为台湾相思的水土保持、防风功能以及森林抚育经营提供理论数据。

2 试验地概括及方法

2.1 试验地概括

试验区域位于福建省南安市洪梅镇，地理坐标为东经118°30′-118°36′、北纬25°03′一25°08′，属南亚热带海洋性季风气候，四季如春，冬无严寒，夏无酷暑，降雨充沛，年均气温22.7℃，年相对湿度约80%，年平均降水量约为1450mm。试验地土壤主要为黄红壤，立地条件差，其森林经过人为干预后在其次生演替中形成了亚热带低山丘陵次生林的典型群落。生态群落多样性复杂，以常绿阔叶林为主，同时分布少数常绿落叶混交林、灌木林和草丛等植被。群落主要树种有台湾相思（A-cacia con fusa）、三叉苦（Euodia lepta ）、木荷（Schimasuperba Gardn et Champ）、鹅掌柴（Schefflera octo-phylla（Lour.）Harms）等，其中台湾相思优势度为0.96的主要优势木。

2.2 试验方法

在试验地的次生林中选取地势较为平坦，植被类型典型、受人为干扰较小的地段设置40m×40m样地的数据采样地。在该样地内选取不同径级的台湾相思为对象木，测量以对象木（冠径多在2～5m）为中心（r为6m），测量所有树木的胸径和与对象木的距离，测量时做好标记以免重测。

采用Hegyi（1974）提出的单木竞争指数（CI）模型：

公式（1）中CI越大表明树种之间的竞争越激烈，D_i为对象木i的胸径，D_j为竞争木j的胸径。计算出各竞争木与对象木的竞争指数，然后单木间的竞争指数累加即得台湾相思种内及其种间的竞争强度。

3 结果和分析

3.1 对象木与竞争木的测树因子特征

本试验共调查台湾相思对象木604株，最小胸径为8.3cm，最大胸径为29.4cm，对象木基本呈现正太分布（表1）。将胸径划分为7个等级，即Ⅰ级8cm～11cm，Ⅱ级11cm～14cm，Ⅲ级14cm～17cm，Ⅳ级17cm～20cm，Ⅴ级20cm～23cm，Ⅵ级23cm～26cm，Ⅶ级26cm～30cm。对象木各径级的株数及所占总体的比例从大到小排列为：Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅴ级、Ⅱ级、Ⅵ级、Ⅶ级、Ⅰ级，对象木胸径Ⅳ级所占比较最大，为180株，占总体29.8%。台湾相思竞争木共124株，最小胸径为8.3cm，最大胸径为29.4cm;Ⅳ级分布株数较多。

调查样地以台湾相思为主，其余伴生树种类则较少。竞争木主要以鹅掌柴、三叉苦、木荷组成。表2可知，鹅掌柴径级结构分布较宽，主要分布于Ⅰ级、Ⅱ级，最小胸径为1.3cm，最大胸径为9.9cm;三叉苦主要分布在Ⅰ级，达85.0%，最小胸径为1.4cm，最大胸径为7.8cm;木荷均分布于工级，最小胸径为1.24cm，最大胸径为1.91cm。其他树种的株数随径级的增加而相应减少，主要胸径为1cm～5cm，达73.3%，最小胸径为1.11cm，最大胸径为9.08cm。竞争木以鹅掌柴为主，共116株，达34.9%。

3.2 对象木各径级平均胸径与竞争强度的关系

植株株高、所在生态位、生长阶段、周围伴生植株等影响对象木的竞争能力，而胸径是制约竞争强度的最主要因子，也是预测竞争指数最佳因子[4]。将台湾相思对象木各径级的平均胸径作为自变量，相应的竞争指数作为因变量，采用线性方程、指数方程、幂函数、对数、多项式拟合平均胸径与竞争指数的关系，图中x表示台湾相思对象木各径级的平均胸径D，y表示竞争指数CI，b₀、b₁为模型相关参数。

拟合结果显示，林分竞争的符合指数方程：y=121.65e^-0.112x（R²=0.8336，p<0.01）。台湾相思受到的林分竞争指数均随对象木平均胸径增大而减小。台湾相思胸径小于26cm时，所承受的竞争压力较大;大于26cm时，竞争指数变化较小，且维持在较低水平，表明台湾相思胸径达到26cm时，周围竞争木逐渐被淘汰，台湾相思占据较大资源空间，在主林层中竞争力较强，受到的竞争压力也逐渐较小。因此，在胸径小于26cm的中小台湾相思林，进行必要的人工作业，减少其他植株的数量，以促进台湾相思的快速生长（图1）。

4 结论与讨论

本文将闽南沿海地区的台湾相思次生林作为研究对象，对604株台湾相思对象木进行统计分析。台湾相思对象木最小胸径为8.3cm，最大胸径为29.4cm;竞争木最小胸径为8.3cm，最大胸径为29.4cm;Ⅳ级分布株数较多;其余伴生竞争木主要是鹅掌柴、三叉苦、木荷。台湾相思对象木胸径与竞争强度的拟合模型服从指数函数关系，与木荷[4]服从幂函数不同，这与植株处于不同的竞争环境有关，也与植株自身的竞争能力差异有关。指数函数模型显示，当台湾相思胸径大于26cm时，自疏作用增大了植株间距，台湾相思占据稳定的资源空间，其自身竞争力显著增强，因此受到的竞争压力基本不变，并保持在较低水平，这将为台湾相思次生林的抚育间伐提供一定的理论参考。

最佳的竞争指数模型应体现生理生态学意义，可避免其他干扰因素[5]。本研究仅考虑了竞争木和对象木的胸径，为更好地模拟林分生长状况，今后可同时考虑树木间的树冠阴影面积、距离等。

参考文献：

[1]杨晓伟，洪伟，吴承祯.中亚热带台湾相思次生林林隙边缘木高径分布特征[J].西南林学院学报，2010，30（6）：25-28.

[2]郝兴华，洪伟，吴承祯，等.福州酸雨区次生林中台湾相思与银合欢叶片的12种元素含量[J].生态学报，2012，32（22）：6964～6971.

[3]何中声，刘金福，洪伟，等.中亚热带格氏拷天然林幼苗竞争强度研究[J].热带亚热带植物学报，2011，19（3）：230-236.

[4]申瀚文，鄢前飞，曾思齐，等.木荷次生林种内和种间竞争研究[J].中南林业科技大学学报，2012，32（4）：81-85.

[5]关毓秀，张守攻.竞争指标的分类及评价[J].北京林业大学学报，1992，14（4）：1-8.