乌溪江源头天然次生阔叶混交林空间结构特征

廖北云，周红敏，陈焕伟，彭 辉，连显根，陈杏林，元妙华

(1.浙江省龙泉市住龙镇林业工作站，浙江 龙泉 323700； 2.浙江省龙泉市林业科学研究院，浙江 龙泉 323700； 3.浙江凤阳山自然保护区管理处，浙江 龙泉 323700)

生态公益林是以保护和改善人类生存环境、维护生态平衡、保存物种资源、科学试验、森林旅游、国土保安等为主要经营目的的森林、林木和林地[1]。随着社会对生态环境要求的不断提高，对生态公益林的生态效益要求也不断提高，如何提高现有的生态公益林经营管理水平，使林分能逐步回归到结构稳定、物种丰富的天然原始状态，是生态公益林经营的重要方向。而林分空间结构决定林木间的竞争态势及其空间生态位，在很大程度上决定林分的稳定性、发展的可能性和经营空间的大小[2-4]，林木的分布格局、树种隔离程度和林木的大小分化程度是构成复杂林分结构基础，三者之间是不可分割的，它们的变化影响了林分结构，进而影响森林结构和功能[5]。本文通过研究反映树种空间隔离程度的混交度、林木个体之间大小分化程度的大小比和林木在水平面上分布情况的角尺度等空间结构的主要指标，旨在为龙泉市的生态公益林经营管理提供一定的技术支持。

1 研究区概况

龙泉市位于浙江省西南部浙闽赣边境，属于中亚热带季风气候区(118°43′—119°26′ E、27°42′—28°21′ N) ，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，春早夏长，温暖湿润，年均降水量 1646.9 mm，年均气温17.7 ℃；森林植被属于中亚热带常绿阔叶林，是乌溪江源头之一。研究样地位于龙泉市住龙镇西井村165号小班，该林分是天然次生阔叶混交林，阔叶树种丰富，林分中针叶树种杉木和马尾松在20世纪八九十年代初被人为采伐，之后一直进行封育管理，2004年划为国家级生态公益林。住龙镇公益林有17533 hm2，该林分具有代表性。

2 研究方法

2.1 野外调查

通过对住龙镇生态公益林的全面调查、了解，选定海拔 330 m，坡度30°，坡向东南的西井村165号小班为调查样地，样地面积为3200 m2(80 m×40 m)。采用相邻格子法将样地分32个10 m×10 m的小样方。采用罗盘仪和皮尺对样地内DBH≥5 cm的乔木进行每木检尺，记录其树种、胸径、树号等。该林分郁闭度为 0.7，平均枝下高 1 m，平均树高 9.5 m，平均胸径10.5 cm。采用皮尺罗盘仪进行样地设置。

2.2 数据处理

通过空间结构分析软件Winkelmass计算林木结构参数大小比数、角尺度和混交度。将缓冲区大小设置为5 m，以避免边缘效应对分析结果的影响，同时可以有更多的调查数据参与应用。

2.2.1 混交度 树种隔离程度指的是树种在群落中的空间配置，它是林分空间结构的重要组成部分，是群落树种混交状况的表达方式，分离程度越大，表明同种个体聚生的可能性越小，林木对空间的利用程度也越大，同种之间的竞争机会减少，群落的稳定性也会越大[6]。

3 结果与分析

3.1 林分中树种的隔离程度——混交度

图1 乌溪江源头天然次生阔叶混交林混交度分布频率

由图1可以看出，混交度的分布频率随着混交等级的增高而增大。从表1可以看出，全林分的平均混交度是0.7676，属强度混交向极强混交过渡状态，其中极强混交占48.4%，强度混交占24.4%，两者合计占72.8%，处于零度混交和弱度混交的林木相对较少，两者之和约10%，说明整体林分处于高度混交状态。

由表1可以看出，杨桐、马银花、乌饭树、薯豆、青冈平均混交度分别为0.8125、0.7500、0.7647、0.8750、0.7500，说明这些树种在林分中处于高度混交状态，且杨桐、乌饭树、薯豆、青冈无林木处于零度混交状态；润楠处于极强度混交状态的林木频率为58.8%，强度混交的频率为0，在零度混交、弱度混交和中庸状态的林木株数大体相等。檵木、杉木、东南石栎和冬青在低度混交状态的林木较少，主要分布在中高度混交状态。

表1 各树种混交度分布频率及均值

3.2 林木个体的水平空间分布格局——角尺度(W)

图2 天然次生阔叶混交林角尺度分布频率

从图2可知：角尺度的分布频率右略大于左，角尺度分布频率近似正态分布。林分的平均角尺度为0.5486，说明林分整体分布格局为聚集分布。林分中角尺度等于0.5所占的比例为 60.19%，说明林分中林木个体分布格局多为随机分布，角尺度分布频率为很均匀的林木为0株，均匀分布的林木所占比例为15.24%，聚集分布的林木所占比例14.47%，极强聚集分布的为10.09%。究其原因，林分中各树种为天然更新，各树种多为随机分布，但因部分树种更新时由根部团状萌发，或低分枝成聚集状，因此林分整体分布格局表现为聚集分布。

由表2可以看出，乌饭树占核心区株数的3.2%，角尺度在(0.475～0.517)内，该树种在林分内为随机分布，均匀分布和随机分布占76.5%；东南石栎占核心区株数的8.6%，角尺度在(0.475～0.517)内，该树种在林分内为随机分布，均匀分布和随机分布占88.9%，说明天然次生阔叶林物种丰富，物种以随机分布为主；其它8个树种角尺度全部大于0.517，在林分内成聚集分布，占核心区株数的68.7%。究其原因：杉木的平均角尺度0.5481，在林分中成聚集分布，W=0.5(即随机分布)的株数占73.1%，均匀分布占7.7%，聚集和强聚集占19.2%，在天然次生阔叶混交林中，杉木为天然萌芽，所以随机分布占比很大，但杉木又是团状萌芽，容易形成聚集；檵木平均角尺度为0.5548，在林分中成聚集分布，W=0.5的株数占56.1%，均匀分布占17.1%，聚集分布和极强聚集分布占36.8%，因该树种为低分枝树种；其余6个树种W=0.5的株数占半数左右，说明天然次生阔叶林物种分布在随机基础上也有地域分布特性，从而形成聚集分布。

表2 株数前10位的各树种角尺度分布频率及均值

3.3 林木大小的差异程度——大小比数

林木的大小分化程度用大小比数来分析，大小比数的U值越低，说明比参照树大的相邻木愈少。从表3可知，整个调查林分的大小比数U=0.4933，处于中庸状态，且大小比数分布均匀。大小比数明确定义了被分析的参照树在该结构块中所处的生态位，且其生态位的高低以中度级为岭脊，生物意义十分明显[7]。杨桐、马银花、润楠等树种的平均大小比数在0.5左右，均处于中庸状态。而且树种在各等级的分布频率也大致相等。

表3 调查林分各树种大小比数分布频率

4 结论与讨论

乌溪江源头天然次生阔叶林角尺度为0.5486，林分整体成聚集分布，其中乌饭和东南石栎成随机分布，杨桐、润楠、杉木、冬青、青冈等成聚集分布，主要原因是林分部分树种成团状萌发，低树干分枝。林木的大小差异程度为中庸，分化不明显，且同一树种在各径级分布相对较均匀。林木的混交度为0.7676，在强度混交与极强混交之间，各树种的混交度基本一致，说明天然次生阔叶林树种丰富，种群发展稳定。

在优化林分空间结构的森林经营措施当中，可以根据林分平均角尺度和各树种的角尺度、混交度和大小比数的取值和分布情况，分树种来确定采伐木，使林分的分布格局趋于随机分布[5，8-11]。对生态公益林中的天然次生阔叶林的经营，可分成2种经营方式：第一种，天然次生阔叶林在幼、中龄时，可对林分进行封育和补植，在林中空地补植优良乡土树种和可形成复林的树种 ，以充分利用林地和空间，从而促进林分更快朝着天然林经营方式发展；第二种，天然次生阔叶林在成、过熟龄时，可对林分进行卫生伐，对成团状萌发的树种和低分枝树种及不利于林分树种进行卫生伐，去劣存优，多保留优良乡土树种为目的树种，同时兼顾到林分各树种分布和空间利用，是林分朝着天然林经营的方式发展，最终实现林分的可持续发展和发挥更大生态效益。