湖山林场赤杨叶人工林的径级结构和空间分布格局研究

赖根伟，吴初平，邱伟清，沈爱华，袁位高，胡双台，焦洁洁



湖山林场赤杨叶人工林的径级结构和空间分布格局研究

赖根伟1，吴初平2，邱伟清1，沈爱华2，袁位高2，胡双台1，焦洁洁2

（1. 湖山林场，浙江 遂昌 323300；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

2016年8月，采用固定样地调查的方法，在遂昌湖山林场的赤杨叶人工林中建立1个50 m×50 m的监测样地，并进行了乔木层调查。结果表明：（1）共记录到乔木树种4种，分别为赤杨叶、杉木，黄檀和青冈。（2）从空间分布看，该样地林分的混交程度较差，林木分化不明显，林分呈现均匀分布。（3）通过分析环境因子对赤杨叶胸径生长的影响，发现样地内只有土层厚度对赤杨叶的生长有显著影响（<0.01）。为了促进遂昌湖山林场赤杨叶人工林的生长，本文认为该林分需要及时进行密度调控，并注意加强土壤管理。

赤杨叶；径级结构；空间分布格局；湖山林场

赤杨叶为我国南方的主要用材树种之一，生长快，干形直，材质轻软，切削容易，胶粘性质好，是胶合板和造纸的优良原料，经常用于制作火柴杆、铅笔杆、包装箱等。天然的赤杨叶林一般是常绿阔叶林被砍伐后自然恢复起来的，作为亚热带落叶阔叶林常见的一种类型，主要见于东部中亚热带红壤和黄壤山地海拔1 300 m以下山谷两侧山坡中、下部[1]。同时，在南方亚热带地区，杉木林地多代连栽导致严重的地力衰退[2]，赤杨叶是该地区的乡土树种，落叶丰富且枯枝落叶极易腐烂分解，对地力的改善具有显著的促进作用，可以作为杉木林多代连栽后的替代树种[3]。

林分空间结构是指在同一森林群落内，林木的分布位置规律及其属性在空间上的排列方式。林分空间结构的特殊作用决定了其在很大程度上影响着林分生长特性，对林分的其它结构特征和功能的发挥均具有重要作用[4]。因此分析林分空间结构及其树种组成，有助于制定科学合理的森林经营措施[5-6]。近年来对林分空间结构的研究倍受关注，林分空间结构理论在森林群落结构研究中应用非常广泛[7-14]。

目前，国内外对赤杨叶的研究主要集中在赤杨叶天然林演替与群落特征[15-20]、天然林空间分布格局[21-23]、 人工混交林培育[24-26]等方面，但对赤杨叶人工林的径级结构、空间分布格局及其与环境因子之间的关系的研究未见报道。本研究通过对浙江省遂昌县湖山林场赤杨叶人工林的径级结构和空间分布格局进行研究，可以更好地了解其林分结构特征，为赤杨叶人工造林及经营提供更多的科学依据。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地区概况

湖山林场位于浙江省遂昌县西北部，钱塘江水系源头，乌溪江水库中、上游地区，与衢州市交界。118°54′23″ ~ 119°06′53″ E，28°24′27″ ~ 28°38′53″ N。林场所属山林集中分布于狭长型乌溪江水库两岸，总面积4 176.8 hm2，其中内陆水域面积及非林地726.6 hm2。湖山林场属山地丘陵区，坡度一般在25° ~ 35°，局部地段达45°以上。林场境内最高处为白塘湾林区的金坑源头，海拔1 310 m，最低处为乌溪江水库水位线，海拔230 m。湖山林场地处中亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，年平均气温15.5 ~ 17.0℃，年平均降水量1 550 ~ 1 750 mm，多集中于4－6月。亚热带地带性红壤分布区，在垂直地带海拔800 m以上，有少量的黄壤分布。

1.2 研究方法

研究地所在赤杨叶人工林位于湖山林场孟坑Ⅰ林区5号小班，面积6.06 hm2，1980年种植，密度3 000株·hm-2，种植后无经营史。造林前是杉木砍伐迹地，当地地带性树木主要为青冈，苦槠等。2016年8月，在赤杨叶人工林进行全面踏查的基础上，设置了1个50 m × 50 m的典型固定样地，将样地划分为25个10 m × 10 m的小样方，对每个样方进行乔木层（胸径≥5 cm）每木调查。对样地内乔木层进行编号，记录各树种的种名、胸径、树高、冠幅、枝下高等测树因子，以及每株树的位置坐标（，）。利用GPS仪和罗盘仪记录样地的海拔、坡向、坡度、坡位，并目测林分郁闭度。测量每个小样方土壤深度、凋落物厚度、凋落物盖度和岩石裸露度等生境因子。取0 ~ 20 cm，>20 ~ 40 cm，>40 ~ 60 cm的混合土500 g，取样重复3次，共计75个土样，测定pH值以及全氮、全磷和有机质等含量。

1.3 统计分析方法

利用样地调查的胸径数据，在Excel中对样地林分进行径级结构分析。采用R 3.1.0软件，对赤杨叶的胸径和环境因子进行多元线性回归分析，找出影响赤杨叶生长的主要因素。

林分的空间结构参照参4，27，采用混交度（）、大小比数（）和角尺度（）等参数。为0.00（零度混交），0.25（弱度混交），0.50（中度混交），0.75（强度混交），1.00（极强度混交）。为1.00（绝对劣势），0.75（劣势），0.50（中），0.25（亚优势），0.00（优势）。为0.00（绝对均匀），0.25（均匀），0.50（随机），0.75（不均匀），1.00（集聚）。根据这3个参数，使用Winkelmass林分空间结构分析软件进行计算分析。

2 结果与分析

2.1 物种组成

赤杨叶人工林乔木层的物种组成，见表1。由表1可知，共记录到乔木层植物物种4种，林分密度为988株·hm-2，平均胸径为15.2 cm，其中赤杨叶的密度为712株·hm-2，平均胸径为16.2 cm，占较大的优势（重要值为64.4%），其次数量较多的是杉木，密度为240株·hm-2，平均胸径为12.9 cm。其余为黄檀的24株·hm-2和青冈的12株·hm-2，重要值分别占1.6%和1.4%。

表1 赤杨叶人工林乔木层的物种组成

2.2 径级结构

由图1可知，赤杨叶乔木层的胸径径级呈现倒偏正态型分布，其中15 ~ 20 cm径级个体数量最多。相反，其它树种主要集中在胸径15 cm以下。

图1 赤杨叶种群的径级分布

Figure 1 Diameter distribution ofpopulation

2.3 空间格局分析

图2 赤杨叶种群的空间分布格局

Figure 2 Spatial distribution patterns ofpopulation

2.4 环境因子对赤杨叶胸径生长的影响

环境因子对赤杨叶胸径生长的影响见表2。由表2可知，环境因子中对赤杨叶的生长有极显著影响（<0.01）的因子只有土层厚度。

表2 环境因子对赤杨叶胸径生长的线性回归分析

注：**表示为1%极显著差异。

3 结论与讨论

遂昌县湖山林场赤杨叶人工林乔木层仅有4种树种，分别为赤杨叶、杉木、黄檀和青冈，赤杨叶占主要优势，重要值为64.4%。林分的树种结构简单，除赤杨叶是人工种植外，杉木主要是原有杉木人工林采伐迹地的萌芽，黄檀和青冈很可能是当地的原有树种恢复而来。以上结果说明在该人工林形成过程中，赤杨叶具有较显著的相对优势度，成林后对光照条件的竞争具有绝对优势，形成主林层，偶见杉木进入主林层。

乔木层林分密度为988株·hm-2，其中赤杨叶的密度为712株·hm-2，平均胸径为16.2 cm。李铁华等指出，湖南省永顺县杉木河国有林场内约35年生的赤杨叶天然林，林分密度约900株·hm-2，平均胸径约30.0 cm，土层厚度在60 ~ 80 cm之间[20]。与上述林分相比，遂昌湖山林场约36年生赤杨叶人工林林地乔木层的平均胸径相对较小，所有赤杨叶个体均未超过25 cm。通过分析环境因子对赤杨叶胸径生长的影响发现，只有土层厚度显著影响赤杨叶胸径生长。该林地土壤厚度平均仅为40 cm，与湖南省永顺县杉木河国有林场赤杨叶林分的土层厚度（60 ~ 80 cm）存在较大差距，也验证了土层厚度对赤杨叶胸径生长的影响。

综述所述，为了促进遂昌湖山林场赤杨叶人工林的生长，需要及时进行密度调控，改善林分空间结构，并加强土壤管理。

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Diameter Class Structure and Spatial Distribution Pattern ofPlantation in Hushan Forest Farm

LAI Gen-wei1，WU Chu-ping2，QIU Wei-qing1，SHEN Ai-hua2，YUAN Wei-gao2，HU Shuang-tai1，JIAO Jie-jie2

（1. Suichang Hushan Forest Farm of Zhejiang, Suichang 323300, China; 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023, China）

In August 2016, one permanent sample plot of 50 × 50 m was established atplantation of Suichang Hushan Forest Farm, Zhejiang province. Complete enumeration was implemented at tree layer. The results showed that there were 4 tree species, such as,,,. The stand was uniform distribution with low mixed degree. Analysis of environment factors demonstrated that soil layer thickness had evident effect on DBH growth ofThe investigation concluded that density of the plantation should be decreased and soil management be strengthened.

; diameter class structure; spatial distribution pattern; Hushan Forest Farm

10.3969/j.issn.1001-3776.2019.01.003

S758.5

A

1001-3776（2019）01-0016-05

2018-10-12；

2018-12-21

浙江省省院合作重点项目（2016SY08）

赖根伟，工程师，从事森林培育工作；E-mail:877259882@qq.com。

吴初平，副研究员，博士，从事森林生态与经营工作；E-mail:wcp1117@hotmail.com。