江西官山森林定位监测：闽楠群落组成与蓄积量

余泽平，王国兵，陈 琳，杨清培



江西官山森林定位监测：闽楠群落组成与蓄积量

余泽平1，王国兵1，陈 琳1，杨清培2*

（1. 江西官山国家级自然保护区管理局，江西 宜丰 336300；2. 江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045）

定位监测是森林生态学研究与森林资源管理的重要手段。为配合江西官山森林大型样地监测与研究，增设了2个闽楠卫星样地（GS-22，GS-23），并对其群落物种组成和蓄积量本底进行分析。结果表明：（1）两个群落区系组成相似，樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)是优势科，但物种组成、群落密度都存在一定差异，GS-23样地物种数量、植物密度都大于SP-22。（2）两个群落中闽楠种群大小分别为132株和122株，二者年均结构相似，幼树、小树较多，种群年龄结构都是增长型。（3）两个样地活立木蓄积量分别16.48 m3，25.85 m3（相当于每667 m218.32 m3、28.71 m3），其中闽楠占53.59%和49.98%。

江西官山大样地；闽楠；珍稀植物；卫星样地；蓄积量

闽楠()为樟科常绿乔木，树干高大通直，木材芳香坚韧，纹理结构美观，树形内涵端庄，因此它不仅是上等木材，而且也是优良园林植物[1-2]。由于人为砍伐与生境破坏，致使闽楠资源接近枯竭，现仅零星分布于浙江、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、贵州等海拔200～1 000 m的山地常绿阔叶林中[3]。1998年被列入为国家二级重点保护植物名录，亟需加强保护与研究。

定位监测是森林生态学研究与森林资源管理的重要手段[4]。2014年4月，在财政部、环保部“全国生物多样性野外监测示范基地修缮项目”支持下，开始建设12 hm2官山常绿阔叶林动态监测样地(Guanshan Evergreen Broad-leaved Forest Monitoring Plot，GSP)[5]。2016—2017年，为了配合大样地研究又建设34个卫星样地。这些样地主要包括本区域主要森林类型和珍稀濒危植物，从此官山森林动态监测样地网络初步形成。

本文主要统计分析2个闽楠卫星样地（GS-22，GS-23）的本底资料，包括群落物种组成、群落结构、活立木蓄积量以及闽楠种群的数量、径级结构等指标。目的是进一步认识闽楠生物生态学特性，及时掌握资源现状和消长变化动态、预测生态功能变化与资源发展趋势，为今后的长期监测和研究提供基础资料，为自然保护与资源经营管理科学决策服务。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

江西官山国家级自然保护区，屹立于鄱阳湖平原、洞庭湖平原和江汉平原之间的赣西北九岭山脉西段，地跨宜丰铜鼓两县，地理坐标28°30′~28°40′N，114°29~114°45′E。保护区总局面积11 500.5 hm2，其中核心区为3 621.1 hm2，缓冲区1 466.4 hm2，实验区6 413.0 hm2[5]。适宜的亚热带暖湿东南季风气候、独特的地理位置和复杂的地貌特征，不仅让这里成为我国重要的生物多样性分布中心和物种迁移通道，同时也孕育了丰富的常绿阔叶林资源，是我国亚热带一颗璀璨的绿色明珠。这些森林中还混生有相当数量的闽楠，而且在局部地段还形成闽楠群落[6]。

1.2 样地设置

在踏查基础上，选择典型闽楠群落设置监测样地。监测样地（GS-22，GS-23）都设在西河保护站（表1）。样地大小20 m×30 m，先用罗盘将样地划分为6个10 m×10 m的样方，并在样方4个角用水泥桩作永久标记(,)，并按列行式对每个小样方标号（如11，12，……）。

野外调查以小样方为工作单元，对胸径（）≥1 cm的植株进行每木编号和调查，对分枝采用同一树号加分枝编号（如主枝号11-1，其第1分枝号为11-1-1，第2分枝号为11-1-2，……)。按顺时针挂牌，记录树种名称、胸径、坐标、光照等级、物候和生长状况等信息，并建立数据库。

表1 江西官山闽楠监测样地概况

1.3 数据处理

（1）群落物种组成及重要值。按哈钦松分类系统，对两个闽楠样地调查植株进行科属种统计，并进行计算各物种在群落中的重要值（important value）。

式①中为相对多度（n/×100%，n为第种植物的个体数，为样地内所有物种个体数总和），为相对频度（f/×100%，f为第种植物空间分布频度，为样地内所有物种空间分布频度总和），为相对显著度（d/×100%，d为第种植物胸面积，为样地内所有物种胸面积）为相对高度（h/×100%，h为第种植物高度，为样地内所有物种高度总和）

（2）物种多样性。本文采用物种丰富度指数(D)[7]、Shannon-Wiener指数(H′)[7]、Pielou均匀度指数()[7]、生态优势度指数（）[8]，分别计算闽楠群落物种多样性（表2）。

表2 闽楠群落各项物种多样性指标

（3）闽楠种群统计。分别用数学期望、众数、中位数等统计值闽楠种群胸径、树高数据的集中性，用变异系数（），Gini指数（）、偏度（S）、峰度（）等统计值反映胸径、树高分布的离散型(波动性大小)[9]，部分计算公式见表3。

表3 闽楠种群胸径、树高分布的统计方法

（4）林分蓄积量。

林分蓄积量（m3/667 m2）=样地立木材积总量/样地面积

根据文献[10]获得闽楠单株材积公式=2.442×(/50.626)2.872（2＝0.972），其他阔叶树材积查江西省材积表中赣西北地区阔叶树一元材积表。

所有计算统计过程，由Excel 2016和Matlab 2014a完成。

2 结果与分析

2.1 群落物种组成与角色

两个闽楠样地区系组成（表4）。GS-23样地在科、属、种3个层次的数量都要高于GS-22样地，但构成两群落的优势科都是樟科Lauraceae、壳斗科Fagaceae、山茶科Theaceae，如GS-22样地樟科有3属（楠属、润楠属、木姜子属）73株，壳斗科2属（青冈属、栲属）10株。SP-23样地樟科4属（楠属、润楠属、木姜子属、新木姜子属）48株，山茶科4属（木荷属、山茶属、柃属、杨桐属）53株，都具有典型的亚热带常绿阔叶林区系特征。

表4 两个闽楠卫星样地植物区系组成比较

从物种组成及扮演的角色看（表5），两个样地的乔木层中闽楠都是优势种，其重要值均列第1位，但次优种不同，GS-22是粗糠柴和红柴枝，而GS-23主要是拟赤杨、野含笑。灌木层物种差异较大，GS-22样地闽楠是优势中，其次是粗糠柴、尾叶山茶。而GS-23主要是茜树、细枝柃、野含笑，闽楠列第4位（表中没体现）。造成这种差异的主要原因是生境不同，GS-22位置地中坡位，裸岩率较大，而GS-23样地在河边。虽然裸岩率较大，但空气温度、土壤温度较大，所以多阴性植物，且树干多修长通直。

表5 两个闽楠卫星样地物种的重要值

2.2 群落数量特征

群落是种群生存和发展的背景，群落物种数量、个体密度等都会影响到群落中任何物种。比较GS-22和GS-23两个群落物种多样性（图1），可以更清晰认识两个群落的物种组成情况。由图1可知，两个群落的不同层次及不同指标有一差异。SP-23样地的物种数（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指数(′)，均匀度()，都要比SP-22要高，但SP-22生态优势度比SP-23高，说明GS-23样地植物个体数量种间分配比较均匀，而SP-22集中到少数物种（如闽楠、粗糠柴）。同时，两个样地的乔木层的物种数、都有大小灌木层。

2.3 闽楠种群数量特征

分别统计2个卫星样地中挂牌监测闽楠个体(≥1.0 cm)胸径与树高（表6）。GS-22样地中有闽楠65株，最大胸径75.6 cm，最高26.0 cm。GS-23样地中有45株，最大胸径88.5 cm，最高32.0 m，GS-22样地胸径较GS-23样地相对集中，但树高分布较分散。另外，GS-23样地的闽楠要比GS-22更通直，其/更大。

加上未挂牌幼苗，GS-22、GS-23样地分别有闽楠132与122株。按0~1 cm，1~5 cm，5~10 cm，10~15 cm，15~ 20 cm，20~25 cm，25~30 cm，30~35 cm，35~40，>40 cm将胸径分成10个径级，绘制种群年龄结构图（图2）。两个种群的幼苗和幼树、小树所占比例都较大，而成年个体比例较小，年龄锥体表现为正立三角形，闽楠种群数量可能会在一定时期内持续增长。

图1 两个闽楠卫星样地群落物种多样性特征

表6 两个闽楠种群胸径与树高的描述性统计量

2.4 活立木蓄积量

两个闽楠群落活立木蓄积量分别为16.48 m3和25.85 m3，折合每667 m218.32 m3和28.71 m3，其中闽楠占的比例最大，分别占53.59%和49.98%（表7），

表7 官山闽楠群落蓄积量及物种分配

活立木蓄积量在样地中分布并不均匀，GS-22样地右上角明显较大(9.13 m3)，而左上角明显最小(0.67 m3)。GS-23样地中上方最大(13.79m3)，右上方最小(1.24m3)。

图2 两个闽楠种群径级结构比较

图3 两个闽楠群落的活立蓄积量空间分布

3 讨论与结论

森林生态系统是一个动态系统。由于多种内外因素的影响，所有森林都会在不同尺度上发生着各种各样地变化。掌握森林变化规律，需要长期定位监测。

定位监测是当前国际上最流行的、最有效的研究手段[8]。它是选择典型林分，建立固定样地，进行长期定位动态观测，做到“三定”——定时、定位、定身份，保证研究的可重复性、长期跟踪性和综合性，从而克服随机抽样的偶然性与不确定性[5]。为配合官山常绿阔叶林动态监测样地(GSP)研究，另外还有建立34块卫星样地，其中2 块为闽楠林监测样地。重点关注群落物种组成、群落结构和生态服务功能的动态变化及驱动因子。

种群的发展离不开群落的背景。通过对两个卫星样地的闽楠群落分析，表明二者区系组成相似。樟科、壳斗科、山茶科是群落的优势科，符合亚热带常绿阔叶林的特征，但物种组成、群落密度都存在一定差异，SP-23样地的物种数（）、植株密度、margalef(D)、Shannon指数(′)，均匀度()，都要比SP-22要高，但SP-22生态优势度比SP-23高，说明GS-23样地植物个体数量种间分配比较均匀，而SP-22集中到少数物种（如闽楠、粗糠柴）。同时，两个样地的乔木层的物种数、都有大小灌木层，就其原因可能是与样地位置有关。GS-22样地位于中坡位，且裸岩率较高，严重妨碍种子着床和幼苗定植，只有那些幸运种子或萌生苗在非裸岩斑块内才得以萌发生长，但在狭小空间必然加剧植物间的竞争，从而妨碍林下更新。

两个卫星样地中闽楠种群分别有132株和122株，虽然种群大小有一定差别，但其年龄结构相似，幼树小树较多，成年大树较少，都表现为持续增长型种群。另外，两样地中闽楠长势树形也存在一定差异，GS-23明显比GS-22修长通直，树形指数/明显要大。这可能与GS-23样地位于沟谷河边、土壤湿度和空气相对湿度较大、光竞争激烈等因素有关。这也说明了闽楠喜肥喜湿的生物生态学特性[11]，但空气相对湿度对树木高生长的关系有待深入研究与验证。

蓄积量是指一定森林面积上存在着的林木树干部分的总材积，它可反映一定区域森林资源水平，也是森林生态服务功能和生态环境优劣的重要依据[12]。两个样地活立木蓄积量分别16.48 m3，25.85 m3（相当于每667 m2为18.32 m3、28.71 m3），显著高于全国森林质量的平均水平（每667 m2为28.71 m3）[12]，其中闽楠占53.59%和49.98%。但需要说明的是，由于要严格遵守保护区政策，蓄积量是通过查江西省材积表而得，而闽楠监测的目的树种，其材积是参考文献树干解析得。

总之，本文只是初步的整理和分析，初步了解闽楠群落的物种组成、群落背景、种群数量特征，若要深入认识闽楠，还必须对它们的个体生长发育、生活史、更新状况、竞争关系、种群动态及与其他植物和环境因子间的关系进行详细监测与综合研究。

致谢：江西农业大学林学林学2014、园林2014的学生参与样地设置和植物调查，部分学生参与资料整理。江西宜春林科所肖智勇工程师、官山保护区陈琳工程师参与植物调查与鉴定。

[1] 江香梅, 肖复明, 龚斌,等. 闽楠天然林与人工林木材物理力学性质研究[J]. 林业科学研究, 2008,21(6): 862-866.

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[3] 吴大荣, 吴永彬. 闽楠〔(Hemsl.)Yang〕种群的天然更新[J]. 植物资源与环境学报, 1998(3): 8-12.

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[8] 王伯荪, 余世孝, 彭少麟, 等. 植物群落学实验手册[M]. 广州: 广东高等教育出版社,1996.

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Forest Monitoring in Guanshan:Community Composition and Stand Volume

YU Ze-ping1, WANG Guo-bing1, CHEN Lin1, YANG Qing-pei2*

（1. Administration of Jiangxi Guanshan National Nature Reserve, Yifeng, Jiangxi 336000, China; 2. School of Gardening and Landscape Design, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China）

Location monitoring is an important means for forest ecological research and forest resource management. To cooperate with the monitoring and research of Guanshan Broad-leaved Forest Monitoring Plot (GSP), twosatellite plots (GS-22, GS-23) were established, and the species composition and volume of these 2 communities were analyzed. The results showed that: (1) These 2 communities had similar floristic composition, of which Lauraceae, Fagaceae, and Theaceae were the dominant families, but there were differences between the number of species and the plant density, and at this point, both the number of species and the plant density at GS-23 plots were greater than that at GS-22. (2) The sizes of 2populations in 2 communities were 132 and 122 individuals, respectively. Their age structure were similar, showing a pyramid shape, young and small trees were more than the mature ones. (3) The stand volumes of 2 plots were 16.48 m3and 25.85 m3, respectively, (equivalent to 18.32 m3/mu, and 28.71 m3/mu), of whichaccounted for 53.59% and 49.98%. These work laid a solid foundation for the long-term study on these monitoring plots.

large plots in Guanshan;; rare plants; satellite plots; stand volume

S757.3

A

2095-3704（2018）01-0062-07

2018-02-10

全国生物多样性野外监测示范基地修缮项目、中央财政林业国家级自然保护区补助资金项目和流域生物多样性保护及药用资源开发利用技术研究与示范项目（2012BAC11B02）

余泽平(1965—)，男，高级工程师，主要从事自然保护区科研管理与生态保护工作，462935869@qq.com；

通信作者：杨清培，教授，qingpeiyang@126.com。

余泽平, 王国兵, 陈琳, 等. 江西官山森林定位监测:闽楠群落组成与蓄积量[J]. 生物灾害科学, 2018, 41(1): 62-68.