基于树冠连续覆盖的香樟人工林群落结构优化研究∗

杨子欣 颜兵文 张庆费 夏 檑

1 中南林业科技大学风景园林学院 长沙 410004 2 上海辰山植物园 上海 201612 3 上海市园林科学规划研究院 上海 200023

群落作为城市绿地的基本组成单元，其结构的合理性关系城市绿地的健康、稳定和可持续性[1]。由于过分追求快速成形乃至一次成型的效果，城市绿化的过度密植现象明显，限制了植物种群的自然生存和发育空间；植物群落种内与种间竞争激烈，影响植物群落的健康发育，群落稳定性低；群落调整优化已经成为城市绿化管理的重要方面[2]。

香樟为我国亚热带地区重要树种，主要分布在长江流域以南，自然界缺乏以香樟为优势种和建群种的野生群落，多为伴生种。由于香樟树形优美、适应性强、生长迅速、寿命长、移植成活率高，被广泛应用于城乡绿化，并多培育成人工纯林[3-4]。但香樟人工林往往面临密度过大、结构单一等问题，香樟人工林结构调整与优化研究得到重视，如香樟林密度管理模型[5]、密度定量化控制[6]、密度调控对香樟林木生长及空间分布影响[7]等研究，但针对香樟林结构调整技术研究还鲜见报道。

因此，本文选择上海滨江森林公园香樟人工林，以密度调控为基础，提出基于树冠连续覆盖的调整法，将群落结构调整与景观外貌延续有机结合，优化香樟林结构，为城市人工林结构调整提供参考。

1 调查地区概况

上海滨江森林公园地处浦东新区的黄浦江与长江口南岸交汇处，公园面积100 hm2，属湿润亚热带季风气候区，年平均气温15.5℃，历年极端最高气温38.2℃，极端最低气温-9.6℃，年平均降水量1 100 mm。

香樟林是上海滨江森林公园的重要植物群落类型，多从香樟苗圃转化而来，多为香樟纯林，以较大规格苗木采用规则密植，栽植时间约10年。径级中等，生长势一般，分枝点低且大多下层有枯枝。群落密度偏大，树冠生长受限，冠幅较小，林冠线缺乏起伏错落外貌，生长势趋于衰退。

2 树冠连续覆盖调整技术

城市人工林结构调整主要有抽稀抚育、补植优化等技术途径，由于景观外貌对城市人工林具有突出意义，应确保调整后的群落具有景观的完整性和延续性，树冠应作为群落外貌的主要载体。因此，本文借鉴结构化森林经营的理念和原则[8]，提出基于树冠连续覆盖的群落调整方法，在延续群落外貌景观的基础上，维护树冠的整体性，开展群落结构的调整改造。

首先，确定保留的目标树。优先保留目标树对群落的稳定性发挥重要作用，目标树是构成群落主体景观、长势良好和冠型完整的树木。其次，重点抽稀影响目标树正常生长，并具有较强竞争性的树木以及树冠瘦弱、生长不良的非目标树。第三，合理调整中庸树。中庸树生长势一般，虽暂时尚未明显影响目标树生长，但通过适当调整，可为目标树的生长发育创造更好的生长空间。

3 香樟林优化调整技术

3.1 调整思路

遵循树冠连续覆盖的原则，针对香樟林结构特征，以形成树木随机分布为方向，尽量减少对森林景观的过度干扰，保持景观的延续性；营造合理的生长空间，调节植物层次，疏减上层过密结构；去除生长衰弱的植株，维持良好景观外貌。

3.2 技术方法

首先，对拟调整改造的香樟人工林进行调查，了解现状，将乔木树种分成优势树、中庸树和被压树3类；第二，按照树冠连续的原则，确定保留的目标树和拟抽稀的树木；第三，以抽稀为技术途径，在图纸上模拟改造效果，比较调整前后的分布状态，根据群落优化目标进行调整。

在具体实施过程中，在香樟林群落结构调查基础上，选择一块面积为480 m2的香樟林为例，对每棵乔木进行定点定位标识，并绘制未调整前的香樟树木分布图 (图1)。采取树冠覆盖连续抽稀法，标识保留和抽移的树木。该块香樟林原有香樟植株70株，密度为1 458株/hm2，抽稀调整后，保留香樟52株，密度降为1 083株/hm2，调整后的香樟林群落结构如图2，原来比较均匀分布的群落调整为相对随机分布状态，并为幼龄树创造一定的生长空间。

图1 香樟群落抽稀前的植株分布图

图2 香樟群落抽稀后的植株分布图

4 结果与分析

抽稀改造3年后，调查改造后的香樟林结构，并与未改造的对照香樟林进行比较，分析抽稀改造对香樟群落结构的影响 (表1)。

4.1 树木生长势

从表1可以看出，改造后群落与保留群落的树高、胸径和枝下高接近，缺乏明显差异。但冠幅、枯枝长度和生长势变化明显，抽稀后的冠幅平均增加2.0 m2，树冠下枯枝长度减少0.4 m，未调整群落的冠下枯枝现象明显，上木每株有枯枝，最长的枯枝长度达3.5 m。偏冠和侧冠树木数量较多，冠幅偏小，平均为13.4 m2，制约了香樟生长和营养空间。

调整后生长势优和良的比例分别增加14.7%和23.9%，香樟生长势明显提高，基本形成两层结构。林内较为通透，植株形态较好，总体干形较为通直，树冠偏冠侧冠现象减少，提高了群落整体生长势。

表1 香樟林改造对群落结构的影响

4.2 更新苗

通过对抽稀改造群落与对照群落各5个1 m2小样方的调查比较，从表2可见，抽稀改造后的香樟群落更新苗明显增加，更新苗平均密度为25株/m2，植株高度主要分布在10～15 cm和15～20 cm；而未抽稀群落林下更新苗数量少，更新苗密度仅3.5株/m2，而且植株高度也比改造的群落低，生长势弱。

表2 群落改造对香樟更新苗的影响 株/m2

4.3 草本植物多样性

草本植物多样性与群落乔木密度关系密切[9]，香樟群落抽稀改造后，明显改善了香樟群落过分郁闭状况，增强了群落透光性，为草本植物的发育创造适宜生境。从表3可见，相比未改造香樟群落，改造后的群落样方草本植物丰富度Patrick指数增加了4种，Shannon-Wiener多样性指数增加，Pielou均匀度提高。通过抽稀调整，基本改变了冠层过分密植香樟林的林下草本植物 “秃斑”现象明显，草本植物多样性增加，分布也比较均匀。

表3 香樟群落改造对草本植物多样性比较

5 结论与讨论

森林群落结构往往决定森林的健康稳定，更是森林功能发挥的基础。针对城市人工林普遍存在种类单一、密度大、生长势弱等现象，本文借鉴结构化森林经营理论，提出基于树冠连续覆盖的群落调整方法，合理协调森林群落结构调整与景观外貌延续的关系，在不明显改变或影响群落景观特色的前提下，对群落空间进行调整改造，提高群落自我更新和维持能力，增强群落的稳定性和抗逆性，培育健康高效的森林。

通过对香樟人工纯林的调整改造实践，保留目标树和移去影响目标树持续生长发育的植株，将香樟群落空间从均匀分布转变为比较随机的分布格局，林分郁闭度降到0.7以下，结果发现林分内部的光照情况得到明显改善，香樟的生长势明显提高，更新苗数量增加，草本植物多样性增加，群落结构更加丰富。

当然，绿地群落是一个有序而渐进的系统发育和功能完善过程[10]，合理的群落结构需要从种植设计、栽植方式与养护管理等方面进行全过程调控，从绿地设计与营造的源头着手，改变简单便利化的纯林营造手法，采取多物种及多层次混交的自然式栽植。同时，以种间关系协调、群落稳定为目标，探讨群落结构优化途径与方法。在保持林冠连续的基础上，逐步降低平均径阶范围的林木株数比例，保留冠型完整、生长良好的植株，优先淘汰生长不良的受压木，确保保留木处于优势地位或不受到遮盖、挤压等竞争胁迫。尽可能获得良好营养空间，促进林下自然更新。适当补植优良树种，尤其是乡土树种，增加群落组成物种混交比例和垂直结构，逐步形成健康、稳定、高效的多样化群落结构。