岷县马沿林场森林状况调查及其生长状况分析

张见席

摘要 [目的]了解岷县马沿林场森林状况及其生长状况。[方法]对岷县马沿林场管理的8个乡共24个小班70多个标准样地中的树木进行每木调查。[结果]树种组成以红桦（Betula albosinensis）与华北落叶松（Larix principisrupprechtii）株数比为7∶3为主。林木蓄积量与海拔、坡向及幼树株数有显著的相关性。胸径比较完美地服从正态分布，平均值为10.26 cm。树高不服从正态分布，平均值为10.64 m，主要分布区间为8～14 m，93.9%的成株林木树高在这个范围内，但平均值周围分布较少，10～12 m的范围只占16.3%。材积也较服从偏左正态分布，主要分布区间为0～0.1 m3，占比为95.7%。[结论]岷县马沿林场林木生长状况良好，幼苗生长状况一般，天然更新状况良好，树种组成以桦树与落叶松株数比为7∶3为主。

关键词 森林资源;调查;环境因子;生长状况;蓄积量

中图分类号 S757文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）33-0097-04

我国的“三北”防护林体系工程作为国家经济建设的重要项目，已经取得了伟大成就，其规模和速度均为世界之最，被誉为“生态工程世界之最”，并获得了高度评价[1-2]。岷县马沿林场地处岷县东部山区，自然植被资源丰富，是岷县规模较大的育苗基地之一，是“三北”防护林体系工程的有机组成部分之一。

森林资源调查是以林地、林木以及林区为对象的林业调查，简称“森林调查”[3]，目的在于及时掌握森林资源的动态规律及其与自然环境和经济、经营等条件之间的关系[4]，为制订和调整林业政策，编制林业计划和鉴定森林经营效果服务[5]。早在19世纪初，欧洲就有较精确的森林资源调查方法，但其指标均为全面实测，调查效率非常低[6]。20世纪30—50年代，森林调查采用抽样调查及航空摄影测量等技术，调查效率大大提高[7]。70年代以来，由于森林资源数据库的建立与发展，森林调查的技术手段更臻完善[8]。我国从20世纪50年代起开始森林调查工作[9]，50多年来，应用抽样以及电子计算机、林业遥感等先进技术，查清了森林资源情况[10]，进行了全国各大林区的森林经理调查，建立了森林调查的3级体系，森林资源数据库自动化体系也正在逐步建立中[11]。

和许多基层单位一样，岷县马沿林场以往的森林调查以抽样调查为主，但以往抽样的样本数较少。由于样本的局限其结果具有不稳定性，与真实值可能有所偏差[12]。笔者对岷县马沿林场管理的3个乡的森林抚育状况进行了统计，对24个小班70多个标准样地中的树木进行了每木调查，然后将林木生长状况与环境因子及木材蓄积量进行了相关性分析，为掌握当地林木资源及生长状况储备大量一手资料，为指导今后树木管理、优化林木结构提供理论支撑，同时为相关单位的研究和管理提供参考。

1 研究地区和研究方法

1.1 研究区概况

研究区马沿林场位于甘肃省岷县东山区马坞乡境内，系西秦岭延伸之支脉，属陇南石质山地的一部分。地理坐标为104°13′E、34°23′N，林場总面积22 770 hm2[13]。全场海拔2 200～3 400 m，气候湿润，年平均气温5.7 ℃，年降水量670 mm，土壤以棕色和褐色森林土为主，厚度20～30 mm。气候温凉湿润，区内植物种类繁多，木本乔灌木树种44属92种，草本植物324属644种。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计。

根据《甘肃省中幼龄林抚育作业设计规定》，以外业调查数据为依据，研究区林地经2004年公益林区划界定均划分为生态公益林，属防护林范畴。在选择确定的作业区中，以原二类调查区划林班和小班为基础，根据不同的权属、林种、森林类型、起源、龄组、郁闭度、抚育方式、作业方式、抚育强度等因子来区划作业小班地块。森林抚育作业小班，以山脊、沟谷等明显地形地物为界的，用1∶25 000万地形图现地勾绘。

依据每公顷树高40 cm以上的天然更新幼树超过2 000株，林分灌草总盖度65%～72%，幼苗幼树层的植被总覆盖度80%以上的要求。笔者于2016年10月在定西市马沿林场的窟窿湾、双挂湾、吴沙湾、南沟里、石房湾和石桥湾6个村中共勾绘出24个小班。

1.2.2 调查方法。

采用标准地调查法，根据小班森林资源分布状况典型布设标准地，每个标准地面积0.067 hm2（25.28 m×25.28 m），每个小班设立2～3个标准地，每个小班设立的标准地面积不得小于小班面积的1%，根据小班具体情况共计设立65个标准地，标准地面积4.355 hm2。

在每个标准地内，逐项调查并填写调查内容，分树种、保留木和采伐木进行每木检尺，填写每木检尺记录，起测胸径为5 cm;在标准地内，分不同径级选取标准木测量树高，一般每个标准地至少量测15株树。

设置成效监测样地，在实施抚育作业前每个作业小班依照面积、地形、坡向等因子设置1～2个成效监测样地，每个样地面积为0.067 hm2（25.28 m×25.28 m），在GPS误差不超过10 m的情况下，详细记录样地中心坐标。

1.2.3 数据处理与分析。

采用SPSS21.0软件（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）完成数据分析处理及统计学分析、计算。对环境因子和生长状况与蓄积量进行相关性分析并计算Pearson 相关性系数。对调查的每木株高、冠幅及材积做分布直方图，并对比其是否符合正态分布。

2 结果与分析

2.1 小班地形状况及林木生长状况

研究对象属于国有天然防护林，林木生长状况良好、幼苗生长状况一般、天然更新状况良好，24个小班面积总计333.33 hm2。为了保证研究结果的可比较性，所有小班均设在山地阴坡中部。由表1可知，24个小班的地形地貌状况均相近。其中1号小班海拔最低（2 324 m），10号和19号小班海拔最高（2 633 m），海拔差为309 m。坡向以西面为主，有14个小班，其次是东面小班，有6个;坡度均在28%～30%。树种组成以桦树与落叶松株数比为7∶3为主。郁闭度均为0.6或0.7，平均胸径为10 cm左右，平均树高为9～12 m，灌草盖度为70%左右。由于1号小班海拔低，有一定数量的老龄树木，其公顷蓄积量显著大于其他小班，为255.59 m3/hm2。其余小班的公顷蓄积量也有一定差异，但差异并不大。

2.2 环境因子及生长状况与木材蓄积量的相关性

由表2可知，小班面积与幼树株数、总株数和总蓄积量呈极显著正相关;海拔与平均胸径呈显著正相关，与幼树株数呈显著负相关，与公顷蓄积量呈极显著负相关;坡度仅与郁闭度呈显著相关;坡向与幼树株数和总蓄积量呈显著相关，与公顷蓄积量呈极显著正相关;幼树株数与公顷蓄积和总蓄积量均呈极显著相关;此外，总蓄积量与总株数和公顷蓄积量均呈极显著正相关。其他各因子和指标之间的相关性均不显著。

2.3 研究区林木胸径、树高和材积的分布

对共7 693株林木成株的胸径、树高和材积做分布直方图。由图1A可知，胸径比较完美地服从正态分布，其最小值为5.10 cm，最大值为18.20 cm，平均值为10.26 cm，主要分布区间为9～11 cm，占比为28.0%。由图1B可知，树高不服从正态分布，其最小值为5.40 m，最大值为15.00 m，平均值为10.64 m，主要分布区间为8～14 m，93.9%的成株林木树高在这个范围内，但平均值周围分布较少，10～12 m的范围只占16.3%。由图1C可知，材积也较服从偏左正态分布，其最小值为0.004 5 m3，最大值为0.160 7 m3，平均值为0.043 5 m3，主要分布区间为0～0.1 m3，占比为95.7%。

3 讨论

3.1 林木生长状况及其与环境的关系

林木所处的地形环境会对其生长状况造成直接影响[14]。一般来说，西北地区阳坡植被稀疏、矮小，而阴坡植被密度大且生长状况较好[15]。简尊吉等[16]对回归崖柏苗木海拔梯度响应的研究表明，不同海拔下回归崖柏苗木的表型生长指标显著不同。李程等[17]对浙江省古樟树的调查和分析研究也表明，海拔是其生长状况的主要环境影响因子，并且坡度和坡向也与生长状况指标呈显著相关。此外，孙洪刚等[18]对北亚热带檫木天然次生林的调查和研究发现，坡度、坡向及海拔变化对树种组成有显著影响。陈富友等[19]对怒江下游三江口林场森林蓄积量与海拔之间关系的研究表明，在高海拔区随海拔上升林木蓄积量逐渐下降。该研究表明，海拔与平均胸径呈显著正相关，与幼树株数呈显著负相关，与公顷蓄积量呈极显著负相关;坡向与幼树株数和总蓄积量呈显著相关，与公顷蓄积量呈极显著正相关，这与前人的研究結论一致。主要是因为高海拔地区环境条件更恶劣，幼苗成活率降低，自然更新缓慢。该研究结果表明，坡度与郁闭度呈显著相关，这与解伏菊等[20]在大兴安岭北坡火烧迹地的研究中坡度是影响该郁闭度恢复最为明显的因子结论一致。此外，总蓄积与总株数和公顷蓄积量均呈极显著正相关，幼树株数与公顷蓄积量和总蓄积量均呈极显著相关，这表明幼苗对森林蓄积量有较大的贡献[21]。

3.2 林木胸径、树高和材积的分布规律

笔者共对7 693株林木成株的胸径、树高和材积的分布规律进行了研究，胸径平均值为10.26 cm，比较完美地符合正态分布，主要分布区间为9～11 cm，占比为28.0%。前人对胸径的分布规律做了许多研究，例如郭彦林等[22]对吉林省蛟河市58年天然蒙古栎林样地的调查表明胸径主要在9～11 cm和11～13 cm这2个区间内，且总体服从左偏正态分布;李燕等[23]也得出胸径整体服从左偏正态分布的结论;谢燕等[24]对毛乌素沙地樟子松的研究、周毅等[25]对长潭保护区人工林结构的研究，均认为树高分布不服从正态分布规律。该研究中树高平均值为10.64 m，主要分布区间为8～14 m，93.9%的成株林木树高在这个范围内，但平均值周围分布较少，在10～12 m范围内的只占16.3%，与多数研究结果类似。该研究中材积也较服从正态分布，其最小值为0.004 5 m3，最大值为0.160 7 m3，平均值为0.043 5 m3，主要分布区间为0～0.1 m3，占比为95.7%。

4 结论

林木资源调查的目的是及时准确地掌握林木数量、质量以及生长和消亡的动态变化规律，及其与自然环境因子等的关系，为编制和修订林业相关政策、制订林业工作计划和确定森林经营理念提供可靠的依据，从而保证林木资源在经济建设和生态服务中取得充分的利用。该研究中林木资源调查均落实到小班，采用抽样控制和小班调查相结合的方法，划定了足够多的样本数量，得到了可靠的结论。岷县马沿林场林木生长状况良好，幼苗生长状况一般，天然更新状况良好，树种组成以桦树与落叶松株数比为7∶3为主;林木蓄积量与海拔、坡向及幼树株数有显著的相关性;胸径比较完美地符合正态分布，树高不符合正态分布，材积也较符合偏左正态分布。

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