闽楠天然林林分冠长研究

林笑雨

(福建省林业调查规划院，福建 福州 350001)

闽楠(Phoebebournei)俗称楠木，樟科(Lauraceae)楠属(PhoebeNees)的常绿大乔木，高可达20 m，胸径达2.5 m。楠木被誉为“江南四大名木”之首，其木材芳香耐久，树形优美，材质致密坚韧，十分适合加工，在景观设计、香料合成，以及日用品开发方面都有重要的地位。闽楠天然分布于气候温暖的亚热带西部区域，在气温约0～38 ℃，年降水量1 400～1 600 mm的环境下能够良好生长[1-2]，在我国江西、福建、浙江南部、广东、广西北部及东北部、贵州、四川、重庆、湖北等地区均有天然分布。闽楠自身对立地质量要求较高，生长缓慢，成材较难。近年来，气候的变迁以及自然灾害频繁发生、人为过度的采伐、开垦等原因，导致楠木资源急剧减少。大部分楠属的物种已被列为濒危物种[3-4]，对楠木资源的保护和合理利用已经到了刻不容缓的地步。前人已对杉木、青冈、泡桐等树种的树冠结构进行了一定的分析[5-10]，但对于楠木的研究还较少。本文选用冠长、冠幅、树冠系数、相对冠长来描述闽楠天然林树冠的结构规律，为研究地闽楠天然林保护管理提供参考依据。

1 研究地概况及研究方法

1.1 研究地概况

研究地位于福建省三明市明溪县瀚仙镇连厝村沙洲坑甲闽楠自然保护区，位于北纬26°08′～26°39′，东经116°47′～117°35′，以丘陵山地为主，偶尔间杂盆地，四面环山。试验区坡度3°～22°，土壤多为山地红壤，土层肥沃、较湿润，腐殖质较为丰富，水肥条件较好，林分郁闭度0.6～0.7，海拔600～1 000 m。属中亚热带季风气候，年平均气温18 ℃，年平均降雨量1 600～1 800 mm，年平均无霜期261 d，气候温和，雨量充沛，冬少寒，夏无酷暑，光照充足。

1.2 资料收集

在试验区的闽楠天然林林分内，选择有代表性的地段，设置19块26 m×26 m的标准地，利用罗盘仪、卷尺等设备对每株活立木进行位置确定和记录，以横坡方向作为横坐标X轴，顺坡方向为纵坐标Y轴，并在所选择的样地范围内对所有活立木进行每木调查。根据测量结果，得出各个标准地内单株活立木的坐标位置，并测定每株活立木的胸径(D)、树高(H)、冠幅(CW)、冠长(CL)等测树因子[11]，对所收集数据进行相关统计和整理，以此作为分析研究闽楠天然林树冠结构的基本数据(表1)。

表1 闽楠天然林样地调查因子

1.3 研究方法

将所收集的各项因子数据，通过SPSS软件进行处理。根据前人的研究基础[5-10]，选取以下函数方程来描述闽楠天然林直径、树高与其冠长之间的变化关系，并计算林木的相对冠长。为了更加直观的对比分析闽楠天然林不同径阶下冠长、相对冠长的变化规律，采用折线图对其进行描述，通过研究结果为其进一步的经营提供参考依据。选用以下8个应用方程公式：

线性方程公式：

CL=a1+b1D

(1)

CL=a2+b2H

(2)

对数方程公式：

CL=logD+a3

(3)

CL=logH+a4

(4)

二次方程公式：

CL=a5+b5D+c5D2

(5)

CL=a6+b6H+c6H2

(6)

幂方程公式：

CL=a7Db7

(7)

CL=a8Hb8

(8)

其中：CL为冠长；D为直径；H为树高；a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、b1、b2、b5、b6、b7、b8、c5、c6为待求参数。

2 结果分析

2.1 冠长相关变化规律分析

冠长为树冠顶端到主枝下高之间的差值[5]，是研究树冠结构的主要参数之一，对林木的生长和干形发育有着重要意义。研究地闽楠天然林木冠长随着径阶的增大总体上呈增长趋势，当胸径达到12 cm时，林木冠长出现第一个峰值6.94 m，之后下降；当胸径达到30 cm时，林木冠长出现第二个峰值11.57 m，之后下降；当胸径到达34 cm时，林木冠长11.00 m，总体林木冠长开始呈稳步上升趋势，不再出现波动(表1)。

相对冠长即冠长与树高的比值，能够体现林木间的生长竞争关系，可作为林分抚育间伐的重要参考指标，也是建立形数预测模型的重要辅助因子[6-8]。研究地闽楠天然林木相对冠长随径阶的增大而增大，但总体上升趋势较为平稳，明显峰值出现在林木直径为12 cm、30 cm、40 cm和46 cm时，其对应的相对冠长分别为0.498、0.550、0.600、0.600，变化幅度最大出现在林木径阶为34～40 cm，说明此时阶段林木之间的竞争达到最大(表1)。

2.2 建立回归方程

利用SPSS软件对研究地闽楠天然林木直径、树高与其冠长之间的数据进行处理，建立与之相关的四个方程，并对模型的拟合情况进行分析(表2、表3)。由计算结果可得，在8个模型方程中，拟合度最高的为方程(8)，即CL=a8×Hb8。该模型显著性为0.000，小于0.05；R2=0.990，模型显著。从F值来看，方程模型(8)的F值在8个方程中为最大，故选用方程为CL=0.252×H1.246来描述研究地闽楠天然林冠长的变化规律。分别对比冠长与直径、树高的4组方程，除对数函数模型组以外，其余的三组树高与冠长相关模型的R2值和F值均大于同组所对应直径与冠长相关模型的R2值和F值，可以看出，研究地闽楠天然林木树高对冠长的影响比直径大。

表3 冠长与树高相关方程模型摘要

表2 冠长与直径相关方程模型主要植标

3 结论

分析研究地闽楠天然林分径阶与平均冠长、相对冠长之间的变化关系可知，闽楠天然林木的平均冠长、相对冠长总体上随着径阶的增大而增大，其中相对冠长的总体变化趋势较为平稳，变化幅度最大出现在林木径阶34～40 cm，此时阶段林木之间的竞争达到最大，总体上与林木的生物学特性相符。

根据不同的直径、树高等因子分析研究地闽楠天然林木的冠长生长规律，通过建立各因子之间的回归方程、拟合情况分析可知，林木冠长随着树高、直径的增大而增大，而树高对冠长的影响较大于其直径对冠长的影响。因此，选用线性方程CL=0.252×H1.246描述研究地闽楠的冠长变化规律。

天然林的林分结构较为复杂，通过研究闽楠天然林木的冠长，能够在一定程度上对其树冠结构的研究提供参考信息，并为下一步的经营活动提供科学依据。由于林木冠长的变化规律与其生长的立地条件、年龄及密度均存在一定相关性，因此对闽楠天然林木的冠长研究可进一步探讨分析。