长白山区天然柞树种群空间结构特征

刘小溪

（吉林亚泰环境工程有限公司，吉林 长春 130022）

林木种群结构是种群内林木个体的空间分布格局及其属性的联系，对生境与物种多样性具有决定性，并在一定程度上影响着森林生态系统服务的质量[1-3]。近年来越来越多的学者对主要建群树种的种群结构特征进行了分析。吴二焕等研究发现海南苏铁种群内幼树、中树居多，但大树少，幼苗最少，更新力不强，种群结构表现为稳定型[4]。陈科屹等研究表明长白山北坡天然次生林臭冷杉和红松种群的自然更新较好，增长潜力较大；鱼鳞云杉和蒙古栎种群的自然更新不足，群落存在偏离稳定状态的风险[5]。拓锋等研究表明祁连山大野口流域青海云杉种群为稳定增长型种群，只要未来不遭受强烈干扰，种群数量会保持逐渐增长[6]。柞树是吉林省中东部天然次生林的主要建群树种，了解柞树种群林分结构特征，对维持种群内生物多样性的稳定，促进森林生态系统健康发展是至关重要的[7]。本文对长白山森工集团大石头林业局天然柞树种群林分空间结构进行了分析，对掌握该地区柞树种群林分空间结构多元分布具有重要作用，为在进行森林可持续经营过程中能提出更精确、更全面的经营方案提供参考。

表1 柞树种群样地林分因子Tab.1 Stand factors of Quercus mongolica Fisch population

一、研究地概况

大石头林业局隶属长白山森工集团，位于长白山北麓，延边朝鲜族自治州西部。属大陆性季风气候，由南向北气温逐步升高，降水逐步减少。年平均气温为2.2℃，年平均降水量南部为629.1mm。森林植被类型丰富，主要阔叶树种有柞树、紫椴、色木槭、榆树、白桦、水曲柳、黄檗、胡桃楸，主要针叶树种有红松、云杉、落叶松和樟子松。

二、研究方法

（一）数据来源

数据来源于2014 年大石头林业局森林资源调查复位样地数据库，筛选天然柞树集中分布样地数据，共计24 个。其中林分类型分别为阔叶混交林样地10 个，柞树纯林样地12 个，针阔混交林样地2 个。筛选的数据库包括样地号、树种、胸径、树高、公顷蓄积和公顷株数等字段。

（二）林分结构划分

径级结构：以5.0-6.9cm为6cm径级、7.0-8.9cm为8cm径级、9-10.9cm为10cm 径级，以此类推，其中大于31cm 均为32cm 径级。

高度级：分为5m 以下高度级，以5.0-6.9m 为6m 高度级、7.0-8.9m为8m 高度级、9-10.9m 为10m 高度级，以此类推，其中大于20.9m 均为20m 以上高度级。

（三）统计方法

利用Excel 软件和SAS9.1 软件对数据进行整理和t 值检验。

三、结果与分析

（一）样地林分因子

对柞树种群3 种林分类型的样地林分因子进行调查，可以看出阔叶混交林、柞树纯林和针阔混交林中林木个体较小。其中平均胸径分别为15.0cm、14.2cm 和12.3cm；平均树高分别为12.1m、12.2m 和11.0m。3 种林分类型的样地内林分密度较大，公顷株数平均值分别为1179 株、1298 株和1007 株。

（二）种群径级结构

对3 种林分类型柞树种群各径级林木个体数量进行整理（图1），可以看出阔叶混交林、柞树纯林和针阔混交林中林木个体数量总体上均随着径级增加而逐渐减少，呈倒“J”型分布，属于典型的增长型群落。针阔混交林和柞树纯林中林木个体数量在22-24cm 径级均出现二次“小高峰”，说明这两个林分类型中柞树种群相对稳定。

进一步将6-14cm 径级整合为幼树、16-24cm 径级整合为中龄树、26cm 径级以上整合为成龄树（表2）。可以看出3 种林分类型中幼树数量比例均大于中龄树和成龄树，其中针阔混交林的幼树数量比例最大为71.1%，且与其他两种林分类型幼树数量比例均达到显著差异；柞树纯林中龄树比例最大为25.7%，与针阔混交林中龄树数量比例达到显著差异；阔叶混交林成龄树数量比例最大为14.3，与针阔混交林成龄树数量比例达到显著差异。主要由于阔叶混交林中大径级散生木数量较多，对成龄树数量比例影响较大；而针阔混交林中高大的针叶树冠对冠下幼树生长影响较大。

表2 柞树种群径级个体数量整合表Tab.2 Integration table of diameter class individuals of Quercus mongolica Fisch population

（三）种群冠层结构

对3 种林分类型柞树种群各高度级林木个体数量进行整理（图2），可以看出阔叶混交林、柞树纯林和针阔混交林中林木个体多出现在6m、8m 和20m 以上三个高度级上。柞树种群中林冠下新生下层和上层林木个体数量较多，中层林木个体数量较少，是典型单层林分特征。

进一步将8m 以下高度级整合为下层、10-16m 高度级整合为中层、18m 高度级以上整合为上层（表3）。可以看出3 种林分类型中下层林木数量比例均大于中层和上层，说明柞树种群冠下天然更新能力较强。其中针阔混交林的下层林木数量比例最大为52.1%，且与其他两种林分类型下层林木数量比例均达到显著差异；柞树纯林中层林木数量比例最大为35.8%，与针阔混交林中层林木数量比例达到显著差异；阔叶混交林上层数量比例最大为28.4%，与其他两种林分类型上层林木数量比例差异均不显著。

表3 柞树种群高度级个体数量整合表Tab.3 Integration table of high level individuals of Quercus mongolica Fisch population

四、结论

阔叶混交林、柞树纯林和针阔混交林中柞树种群林木个体较小，平均胸径最大为15.0cm，平均树高最大为12.2m；林分密度较大，最大公顷株数平均值可达1298。3 种林分类型柞树种群林木个体数量总体上均呈倒“J”型分布，属于典型的增长型群落，幼树数量比例均大于中龄树和成龄树。其中针阔混交林的幼树数量比例最大为71.1%，柞树纯林中龄树比例最大为25.7%，阔叶混交林成龄树数量比例最大为14.3。3 种林分类型柞树种群各高度级林木个体多出现在6m、8m 和20m 以上三个高度级上，下层林木数量比例均大于中层和上层。其中针阔混交林的下层林木数量比例最大为52.1%，柞树纯林中层林木数量比例最大为35.8%，阔叶混交林上层数量比例最大为28.4%。