桉树人工林林隙特征研究

庞圣江，张培，贾宏炎,2，杨保国，刘士玲，朱茂峰

桉树人工林林隙特征研究

庞圣江1，张培1，贾宏炎1,2＊，杨保国1，刘士玲1，朱茂峰1

(1.中国林业科学研究院热带林业实验中心，广西凭祥 532600；2.广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站，广西凭祥 532600)

对桉树人工林林隙的一般特征和干扰状况进行初步研究。结果表明，桉树人工林形成林隙的最主要方式是干中和干基折断，其次拔根倒、枯立木和人工砍伐也是重要形成方式；但大多数林隙的形成均由树木多种死亡方式混合而成，单一原因死亡方式相对较少。冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2的数量居多，扩展林隙≤50 m2为最多。桉树人工林林隙的形成时间相对较短，以2 ~ 4 a居多，但不同年龄结构的林隙数量差异不大；林隙的形成木腐烂等级为B级的分布为主。

桉树；人工林；林隙；林隙特征

林隙指森林群落中无优势木树冠遮荫部分，为森林更新演替的重要场所[1]。林隙干扰的形成，直接影响林分光照、土壤养分和水热条件等森林植被生长环境，从而导致森林植物群落的结构、物种组成及生态功能的变化[2]；在林隙干扰的不断作用下，林隙更新的植物种类、数量及分布也处于动态变化[3]。因此，林隙是森林更新与演替过程中的重要驱动因子。林隙特征是研究林隙的作用、影响和动态发展的基本内容，包括形状、大小、形成木以及边缘木等[4]。然而，国内外有关林隙基本特征研究多以天然林为主，人工林的林隙特征方面鲜见报道[5-7]。尽管人工林的林隙为小尺度干扰，但对林分内光照、土壤养分、植物以及微生物多样性的影响甚大，已成为人工林动态发展和人工促进更新的研究热点[8-9]。

桉树()因其速生性、适应广以及生产力高而被世界各地区广泛引种与大面积栽培[10]。桉树种植业的规模化发展，极大地提高了我国木材的供给能力，但也出现一些因化感作用影响生物多样性的负面报道[11-12]，通过林隙混交方式可解决桉树人工纯林存在的诸多问题[13]。然而，多年来桉树人工林隙的研究尚未为林业工作者所关注，因此，本文对桉树人工林形成的特定林隙现状进行初步调查研究，旨在为桉树人工林林隙人工更新、优化树种结构和长期林地的经营管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究地基本概况

研究地设在广西凭祥市热林中心(21°57 ~ 22°19′N，106°40′ ~ 106°59′E)，该林区具有充足光热条件，雨季相对集中，年均温21℃，年均降雨量约1 400 mm，≥10℃年积温6 000 ~ 7 500℃；全年日照时数1 200 ~ 1 600 h，有霜期3 ~ 5 d；土壤为酸性赤红壤，pH在3.8 ~ 6.0，气候与土壤均适宜桉树生长。

1.2 研究方法

2018年4月以来，选取桉树人工林群落内具有代表性、立地条件和林分类型相似的林地作为调查区域。在桉树人工林中分别设置3条由山顶至坡底、宽度为30 m的样带。调查内容包括林木的胸径和树高等测树因子，林隙的大小、形状及其数量和倒木的腐烂情况等。通过调查人工砍伐、枯立木、拔根倒、干基以及干中折断等方法来判定以何种方式形成林隙。此外，倒木一般分为4种类型：(1) 倒木残体尚保存完整；(2) 倒木残体保存不完整，且部分树皮和枝条掉落；(3) 倒木残体边缘腐烂，已全无树皮；(4) 倒木残体全部腐烂[14]。

2 结果与分析

调查结果显示，林隙主要以人工砍伐、枯立木、拔根倒、干基以及干中折断等形式出现，但其所占比例各有差异。其中，干中折断所占比例最高(38.61%)，干基折断次之(24.50%)，拔根倒(18.24%)与枯立木(15.75%)所占比例相对较低，但二者的作用和地位不可忽视，人工砍伐所占比例为最低(2.90%)。

2.1 林隙结构

林隙通常分为有冠林隙与扩展林隙，二者分别采用10、25 m2为级别的上限排外法，统计分析各级别的林隙数量和面积及其所占比率[7]。从表1可知，冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2居多，分别占所有调查总数36.84%和31.58%；30 ~ 40 m2的冠林隙最少(1个)，仅占5.26%。从林隙面积比率来看，30 ~ 40 m2所占比率最大，约占总面积26.81% ；20 ~ 30 m2次之，约占24.76%。

扩展林隙中，≤50 m2的个数所占比例41.67%，75 ~ 100 m2和50 ~ 75 m2占比例相次之，二者分别约占调查总数25.00%和16.67%；100 ~ 125 m2和125 ~ 150 m2占比最少，二者均为8.33%。75 ~ 100 m2在扩展林隙总面积中所占比率最大，约占30.07%；≤50 m2次之，占26.38%；125 ~ 150 m2的个数较少，所占面积比率也最小(13.59%)。

表1 桉树人工林林隙的大小结构

2.2 林隙的年龄结构

根据形成时间可将林隙分为早、中和近期3种，由于桉树人工林林隙年龄较小，大多数为近期林隙。本研究以2 a作为年龄区分段，不同年龄阶段的林隙数量，详见表2。调查过程中，林隙年龄以最早的单株形成木倒或枯死后时间为准。调查发现，不同年龄结构中2 ~ 4 a最多，≤2 a和4 ~ 6 a次之，6 ~ 8 a最少，但不同年龄段间无显著差异。

表2 桉树人工林林隙年龄大小分布

2.3 倒木的腐烂类型

分析发现，林隙内倒木的腐烂主要为Ⅱ类型，Ⅲ类型次之，Ⅰ和Ⅳ类型相对较少，详见表3。总体上来看，林隙内倒木的腐烂类型分布有所差异，但其能够客观地反映出林隙的存在时间。

表3 桉树人工林林隙的形成木腐烂等级统计

3 结论与讨论

林隙干扰的出现是诸多因素如林隙大小、形状和空间结构等方面共同作用的结果[16]。本研究表明，林隙干扰出现的主要因素为桉树干中和干基的折断，桉树的拔根倒、整株枯立木以及人工砍伐也占据着比较重要的地位。然而，调查发现桉树倒木一般以多种死亡形式出现，如致病菌致死而折断等；单一原因死亡方式相对较少，与我国热带季雨林[17]、常绿阔叶林[18]和喀斯特森林群落[19]因倒木而出现的林隙干扰存在一定的相似性。这与上述研究区域的环境相适应密切相关，由于该林区地处北热带边缘，台风频繁，总体风速大，狂风骤雨有可能对桉树造成较大的伤害。可见，桉树人工林林隙的形成方式受气候条件，尤其是风因子的影响较大，致使桉树干中、干基折断和拔根倒。

调查发现，桉树人工林具有小林隙多、大林隙少的特点；其中，冠林隙中以≤10 m2和10 ~ 20 m2的数量居多，而扩展林隙中以≤50 m2为最多。究其原因，一方面是在桉树人工林培育过程中，为提高林地空间的利用效率，利用桉树侧枝短小的特点，将其与乡土珍贵树种混交造林，为发挥桉树人工林生态功能所造成；另一方面人为抚育、施肥等经营措施具有明显目的性，对主林层林木的破坏性小。

本研究中桉树人工林林隙的形成时间相对较短，以2 ~ 4 a居多，但不同年龄结构的林隙数量差异不大。桉树人工林于较小的年龄阶段出现林隙，可能与桉树林分均为造林10 a左右进行采伐，林分冠幅和单株树冠所占空间较小，致使林隙边缘木侧枝生长不能迅速填充空隙而形成较多小林隙。另外，大林隙的出现多数为数量较多倒木所致，而大风灾害天气频发是出现的主因，因此，风灾干扰在林隙特征及更新中所发挥的作用有待进一步研究探讨。

林隙内倒木的腐烂主要为Ⅱ类型，表明桉树人工林林隙的形成年龄较小，主要是由当年自然台风干扰造成的。有学者研究认为，在对森林群落进行干预措施时，应以自然形成的林隙为基础，采取合理的林隙补植人工促进更新，从而建立健康、稳定和持续发挥其生态经济效益的森林生态系统[14]。

综上所述，林隙特征对林分微生物和植物的更新能力有较大的影响[20-21]，而人工林的林隙特征与天然林的区别主要在于干扰方式和强度方面。从人工林的可持续发展角度出发，通过研究桉树人工林的林隙特征，为今后该地区人工促进更新对林隙响应提供数据支撑，对桉树人工林更新能力、林分结构调整及其可持续经营具有重要意义和参考价值。

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Gap Characteristics inPlantation Forests

PANG Shengjiang1, ZHANG Pei1, JIA Hongyan1, 2, YANG Baoguo1, LIU Shiling1, ZHU Maofeng1

()

A survey was conducted to study the gap characteristics and disturbance regimes inplantations in Pingxiang City of Guangxi Province. Results showed that the most important manner of gap formation is tree breakage at the base of their trunks or at their middle sections, and the second most important manner is root-pulling induced lodging. Other important means included standing dead tree and artificial felling. Most gaps are formed by a combination of these factors, and there were relatively few instances found of gaps arising from a single-cause. Canopy gaps of ≤ 10 m2and 10 ~ 20 m2in area were the most frequently occurring gaps, with the largest gaps by area mostly being ≤ 50 m2. In age structure, most gaps were formed 2 to 4 years ago, and the differences in number of canopy gaps were not significant. The decaying level of gap-makers mostly belonged to B class. The results reported would provide some scientific references for the sustainable management and optimum management inplantation.

; plantation; gap; gap characteristics

S718.5

A

10.13987/j.cnki.askj.2019.04.005

桉树用材林质量精准提升关键技术研究与集成示范(桂科AA17204087-6)

庞圣江(1986— )，男，工程师，从事森林培育与生态研究，E-mail:rlzxpang@126.com

贾宏炎(1968— )，男，高级工程师，从事森林培育与生态研究，E-mail: rlzxjhy@163.com