秦岭北坡板栗退耕次生林林分结构研究

韩东锋，王永平，尹玉蓉

(1.杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100；2.陕西省林业厅教育培训站，西安 710000；3.宝鸡市马头滩林业局，陕西 宝鸡 721000)

研究林分空间结构的目的是为了查明当前林分树种组成、混交程度、林木大小、健康情况和林分分布规律，从而知道当前林分稳定性、发展的可能性和经营空间大小，为今后制定森林经营技术措施提供一定的理论依据[1-2]。秦岭地区由于其特殊的地理位置和立地条件的复杂，使得其在不同坡向、不同海拔高度森林结构不同，林木生长速度各异。王连贺[3]以秦岭南坡锐齿栎、红桦两种典型林分为研究对象，研究了锐齿栎林、红桦林的树种组成、树种混交程度、空间布局及其树木大小程度等。王庆等[4]、康永锋等[5]分别利用大样地(1 hm2)研究了黄龙山林区天然油松针阔混交林和辽东栎林空间结构。陕西周至金丝猴自然保护区位于秦岭北坡，其林地状况和林分结构具有一定的代表性，但是截至目前尚未有经济林演替成混交林后的林分结构研究报道。为了给该保护区及其它类似林区林分经营管理提供科学依据和参考，我们对陕西周至金丝猴自然保护区经济林演替成混交林后林分结构进行了调查研究。

1 材料与方法

1.1 自然条件

调查在陕西周至国家级自然保护区进行，该保护区地理位置为107°39′～108°19′，北纬33°41′～33°57′，海拔1 000～2 500 m，以棕壤性石渣土为主。暖温带湿润山地气候，年均气温6.4～8.4 ℃，极端最高气温29.7 ℃，极端最低气温-19.0 ℃，年降水量约600～1 100 mm，年均日照2 002 h，年均风速2.8 m·s-1，无霜期150 d左右。样地所在地坡度25°～50°，东北坡向。

调查对象为板栗经济林退耕后演替发展成的次生林，该林地1968年前后营建为经济林，至1984年划归自然保护区前一直按经济林管护经营，划归保护区后退耕封育，不再进行管理，随之逐步自然演替为次生林。

1.2 调查方法

在林地中布设面积为100 m×100 m固定大样地，对样地内直径大于 5 cm乔木逐个编号、挂牌、调查测定、记录，项目有郁闭度、种名、胸径、树高、冠幅、生长状况，树木生长情况按照克拉夫特林木分级法，将林木分作五个等级；在大样地四周及中心各设置1个5 m×5 m灌木(乔木幼树)样方，共设置灌木样方5个，调查记录乔木幼树、灌木和藤本植物的种类、树高、株数、频度、冠幅等；在每个灌木样方四角及中心各设1个1 m×1 m草本样方，共设置草本样方25个，调查记录植物种类、高度、多度、频度、盖度等。

1.3 指标选择与计算

以重要值确定林分不同层次建群种、优势种或次优势种的植物种类，不同植物重要值按常规方法计算[6]。利用Excel 2013软件进行数据整理与分析。

2 结果分析

2.1 次生林外貌与结构

周至国家级自然保护区林分外貌层次结构完整、明晰，乔木层总体生长良好，Ⅰ、Ⅱ级木占62.44%。但也有枯死和濒临枯死木(Ⅴ级木)(11株，占5.16%)，部分Ⅲ、Ⅳ级林木有枯枝和病虫害，郁闭度0.85，密度213株·hm-2， 平均树高12.88 m，平均直径24.59 cm，蓄积103.109 6 m3·hm-2；灌木层生长良好，个别灌木有枯枝，灌木层盖度35%，平均高度2.75 m，密度4 480株·hm-2；草本层林分生长良好，盖度54%，平均高度0.21 m。

2.2 林分植物种类组成

经调查，样地共有植物56科91属101种，其中种子植物有50科85属94种，分别占该保护区种子植物科、属、种总数量(121科515属1079种)的41.3%、16.5%、0.09%，植物种类较多的前6科是蔷薇科(6属6种)、山茱萸科(5属5种)、禾本科(5属5种)、菊科(3属5种)、豆科(4属4种)、伞形科(4属4种)植物。胡桃科、紫金牛科等26科为单属单种。

2.3 林分优势植物

2.3.1 乔木层 由表1可知，样地中乔木层共有植物25种，高度最高的树木多为锐齿栎，处在林地最高层，高度较小是八角枫和旱柳等，处在乔木层最低处；板栗由于株数最多、树龄长、胸径大，重要值最高(75.15)，为该林分乔木层优势种。另外，锐齿栎、大果榆、野核桃重要值也较大，为次优势种，太白杨、油松等重要值也较高，在乔木层的位置和作用较重要。

样地中乔木层优势树种板栗径阶跨度较大，有25个径阶。最小为6 cm，最大为140 cm，中间26 cm、34 cm、46 cm、48 cm、52 cm、54 cm、62～68 cm、72～90 cm、92～138 cm径阶缺失，各有92 cm和140 cm径阶林木1株。说明该林分最早是板栗林，受人为破坏和干扰(采伐)，后来影响减轻或消失，由板栗经济林逐渐演替为阔叶混交生态林。

另外，林分中幼树有14科17属19种，5个样方平均株数0.92株，平均地径0.7 cm，平均高度0.86 m。林分中幼树数量(每个样方平均)较多的是山定子(2.4)、大果榆(1)、红桦(1)、青麸杨(0.8)、千金榆(0.6)、野核桃(0.4)等树种，生长势很好。说明将来林分更新演替的潜在优势种或次优势种可能是山定子、大果榆、红桦等。从幼树在林分中分布看，幼树主要集聚在林中乔、灌木生长较为稀疏地段，林木树木生长茂密、郁闭度大地段幼树较少。从幼树地径看，都较小，大多数在0.2～0.5 cm之间，个别幼树地径较大，如红桦5.0 cm。

表1 周至自然保护区次生林样地乔木层树种生长状况及重要值

图1 板栗径阶-株数分布图

2.3.2 灌木层 经调查，样地中灌木、藤本植物共有24种(表2)，隶属17科22属。忍冬重要值(45.10)最大，是灌木层优势种。冰川茶藨子(27.29)、山茱萸(24.08)、山莓(18.54)等重要值也较高，在灌木层中也处在较高位置，对灌木层环境和其他种类产生较大影响；另外忍冬、冰川茶藨子、山莓、猫儿屎等相对频次较高，分布比较均匀，表明它们对环境有较高的适应性，不像重要值较高的山茱萸相对频次较低、分布地域集中，对环境条件要求较为苛刻或者竞争能力较弱；从乔木层优势种为板栗，林地由人工经济林演替而来推断，山茱萸可能也为人工经济林所遗留。

2.3.3 草本层 样地中共有草本层植物49种，隶属24科45属。牛尾蒿重要值(50.84)最大，为优势种，路边青(29.33)、白透骨消(22.60)、木贼麻黄(18.72)、从毛羊胡子草(16.21)等重要值也较高，属于在草本层起较为重要作用的植物。草本植物一般生长在小河旁、沟底、石头较多沟道旁且树木相对稀少、光照条件较好地段，乔灌木浓密地段草本植物分布少、生长差。

表3 周至自然保护区次生林草本层植物组成及其重要值

续表3

3 结论与讨论

(1)经调查，板栗经济林经30多年演替后的次生林为阔叶混交林，乔木层林分密度为213株· hm2，平均胸径24.6 cm、树高12.88 m，蓄积量103.11 m3·hm-2；共有植物56科91属101种，其中种子植物50科85属94种，蔷薇科、山茱萸科、禾本科、菊科、豆科和伞形科的属数和种数较多；乔木层共有树种25个，其中板栗重要值依然最大，其次为锐齿栎，大果榆、野核桃的重要值也较高；灌木、藤本植物有24种，隶属17科22属，其中忍冬重要值最大，是灌木层优势种，冰川茶藨子、山茱萸、山莓等重要值也较高，为次优势种；草本层植物49种，隶属24科45属，其中牛尾蒿重要值最大、为优势种，路边青、白透骨消、木贼麻黄等重要值也较高，作用也加大。

(2)锐齿栎林是秦岭山地的主要森林类型，也是地带性森林群落[7]，具有很好的水源涵养和理水功能以及改良土壤作用[8-11]。锐齿栎生态位宽度大，对环境的利用能力和作用能力强，竞争优势明显[12]，在一些农田退耕后能逐步自然恢复生长成林[7]。本研究对象在除乔木层原有经济林树种板栗外，乔木层、灌木层树种组成及其在群落中的相对重要值与天然锐齿栎林相似[8]，加之锐齿栎是本林地中除板栗外重要值最大者，因此可以推测往后随着时间的推进和群落的自然演替，该林地极有可能演替为锐齿栎林；为了加速演替应对林分中的枯死木、部分Ⅲ及Ⅳ级林木中枯枝、病虫害严重林木等进行卫生伐，改善林分卫生状况。