冀北山地油松、落叶松混交林空间结构特征研究

2021-09-12张晓峰

防护林科技 2021年1期

张晓峰

摘要：为探究冀北山地油松、落叶松混交林的空间结构究，以木兰围场油松、华北落叶松为研究对象，通过计算林分角尺度、大小比和混交度三个空间结构指数对林分的结构进行分析，结果表明：油松和华北落叶松平均角尺度均在0.5左右，属于随机分布，不需要利用采伐抚育进行人工调节;大小比数均处于0.48～0.49之间，林木均为中庸木，并且林分的分化程度不明显;油松的平均混交度为0.55，呈中度混交，华北落叶松的平均混交度为0.66，呈强度混交。

关键词：冀北山地落叶松混交林空间结构

Abstract：In order to explore the spatial structure of the mixed forests of Pinus tabulaeformis and Larix olgensis in the mountainous areas of northern Hebei， the research objects of Pinus tabulaeformis and Larix principis-rupprechtii were studied， and the three spatial structure indexes of stand angle scale， size ratio and mixed degree were calculated for the stand. The results show that the average angular scale of Pinus tabulaeformis and Larix principis-rupprechtii is about 0.5， which is a random distribution and does not need to be manually adjusted by cutting and tending; the size ratios are both between 0.48 and 0.49， and the trees are all moderate The average degree of mixing of Pinus tabulaeformis is 0.55， showing a moderate degree of mixing， and the average degree of mixing of Larix principis-rupprechtii is 0.66， showing a strong mixing.

Key words：Northern Hebei Province; Larix principis-rupprechtii;Mixed Forest;Spatial Structure

林分結构是林分随着时间梯度和空间变化而产生的不同分布情况的呈现，不同林分其分布格局与功能属性不尽相同，而林分的空间结构充分表现了林分内部组成的不同排列方式。合理的林分空间结构是森林经营管理的参照标准和发展方向，林分的空间结构决定着林木的生长趋势，从而决定着林分的潜在经济价值，同时也是关乎生态系统平衡的一项重要因素[1-3]。本文选取了角尺度、大小比数和混角度三个常用的评价林分空间结构的参数，以木兰围场油松、华北落叶松混交林为研究对象，对其空间结构进行分析研究，为该地区的林业生产经营提供科学依据。

1、研究区概况

木兰围场地处河北省东北部，位于阴山山脉与大兴安岭山脉余脉的交汇处，是连接坝上高原和冀北山地的丘陵山地地带，地理坐标北纬41°47'—42°06'N，东经116°51'—117°45'E，海拔高750-1829m，该区属大陆性季风型气候区，年平均气温-1.4～4.7 ℃，极端最高气温38.9 ℃，极端最低气温-42.9 ℃，≥0 ℃的年积温2180 ℃，无霜期67～128 d。年均降水量380～560 mm，主要集中在6-8月。围场县主要包括棕壤、褐土、风砂土、草甸土、沼泽土、灰色森林土、黑土等7个土类，共15个亚类，66个土属，143个土种。树种主要以华北落叶松林（Larixprincipisrupprechtii Mayr）、油松（Pinus tabulaeformisCarr）、云杉（Picea asperata Mast）、白桦（Betulaplatyphylla Suk.）、山杨（Populus davidiana Dode）、蒙古栎Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）等为主。活立木的蓄积总量和森林覆盖率达到 284104 m3、88 %，年采伐蓄积5000m3左右[4-5]。

2、研究方法

2.1样地调查及布设

通过前期外业调查，在北沟林场东沟作业区选取油松、华北落叶松混交林为研究对象，设置2块标准地，标准地的选择要立地条件和林分因子基本一致，面积为60m×60m，在固定的标准地内划分20m×20m的小样方，调查样方内的树种组成，测量并记录样方内每一棵树的树高、胸径、枝下高、林冠冠幅等因子（每木检尺）。

2.2空间结构指数[6-8]

（1）角尺度（Wi）：是指所测的角α小于标定的标准角α0的数目占所有被调查的林木的比例。表达式为： Wij=

其中：Zij=

角尺度数值越高代表林分结构越不均匀。

（2）大小比数（Ui）：被测树种与参照树种相比，比参照树种大的株数占总的被测树的比例。表达式为：Ui=

其中：Kij=

大小比数量值越高，说明参照树的生长越处于略势地位。

（3）混交度（Mi）：混角度指4株相邻林木与参照树种不同种类所占比例，表达式为：Mi= ，Vij=

混角度体现了一棵树与周围树木是否同种或者不同种的一种概率。

3、结果与分析

3.1林分角尺度

林分的角尺度统计信息如表1所示。

分析表1数据可以看出，样地1 中油松的平均角尺度为0.5167，华北落叶松平均角尺度为0.4959，两种树种在角尺度为0.5的范围内频数分布均占多数，角尺度在0到1的范围内分布符合正太分布趋势，因此样地1中油松和华北落叶松属于随机分布;样地2中华北落叶松平均角尺度为0.4856，而油松的平均角尺度为0.5333，数值略高，但两树种角尺度在0到1范围内频数分布均符合正太趋势，比较均匀，因此也属于随机分布。

3.2林分大小比数

林分的大小比數统计信息如表2所示。

分析表2数据可以看出，在两个样地中，油松、华北落叶松的平均大小比数均在0.48～0.49之间。所测林木在大小比数0到1的范围内频数分布差异不大，均在20%左右，说明所测林分的分化程度比较均匀，没有明显促进和压制生长现象。

3.3林分混交度

林分的混交度统计信息如表3所示。

分析表3数据可以看出，样地1中油松的平均混交度为0.5369，混交度为0.5的频数分布为35.72%，所占比例最大，混交度为0.75的频数分布为27.15%，所占比例仅次于前者;样地2中油松的平均混交度为0.5679，混交度为0.75的频数分布为31.93%，所占比例最大，混交度为0.5的频数分布为27.16%，所占比例次之，因此所测样地中油松均属于中度混交; 样地1 中华北落叶松平均混交度为0.6456，混交度为0.5和0.75的频数分布分别为40.52%和28.35%;样地2 中华北落叶松平均混交度为0.681，混交度为0.5和0.75的频数分布分别为25.38%和47.01%，混交度为0.75的频数占比最大，混交度为0的情况不存在，因此在所测样地中，华北落叶松属于强度混交。

4、结论与讨论

合理的林分空间结构有助于林分整体的生长发育和总体发展方向，本文利用角尺度，大小比和混交度三个常见的空间结构评价参数对木兰围场油松、华北落叶松混交林进行分析研究，用以指导该地区林业的生产经营，为实际操作提供了理论基础。通过分析比较得出以下结论：

油松和华北落叶松平均角尺度均在0.5左右，属于随机分布，不需要利用采伐抚育进行人工调节。这种现象可能是由于林木间的自然稀疏对林分起到了一定的调节作用，使林分的空间结构逐渐符合随机分布的定律;

油松、华北落叶松的大小比数均处于0.48～0.49之间，林木均为中庸木，并且林分的分化程度不明显。这种现象可能是由于混交树种不同以及比例的差异，使林木间的生长竞争并没有明显的促进和抑制作用，可以对混交树种进行调整或者适当调节混交树种的比例以便培养优势木。

油松的平均混交度为0.55，呈中度混交，华北落叶松的平均混交度为0.66，呈强度混交。

介于条件限制，本文只对油松、华北落叶松混交林的空间结构进行了简单的介绍与分析，并未对其进行更深一步的研究，不同的空间结构下林分的实际生长情况有所差异，林分的实际生长情况能够更加直观的反应林空间结构的优劣，这一点在文章中并未涉及，应对其进行改进。

参考文献：

[1].张宁等，冀北山地落叶松四种典型林分的结构研究. 中南林业科技大学学报， 2015. 35（06）：第20-27页.

[2].张泽光，塞罕坝地区针阔混交林空间结构特征研究. 山东林业科技， 2019. 49（03）：第38-40页.

[3].范慧涛，李杨与谷建才，木兰围场油松、华北落叶松混交林空间结构对直径生长的影响. 林业与生态科学， 2018. 33（04）：第373-380页.

[4].万丽等，密度调控对油松人工林空间结构的影响. 四川农业大学学报， 2013. 31（01）：第27-31页.

[5].李校等，冀北山区不同林分类型林分结构比较分析. 河北林业科技， 2014（03）：第1-4页.