海岛森林健康状况评价及影响因子分析

王兴周，石爱健，周 瑶，朱春雷

（1.山东长岛国家级自然保护区，山东 烟台265800； 2.长岛综合试验区北长山乡政府，山东 烟台265800）

选择长岛南长山岛为研究区，以现场调查取样为基础，分析其森林健康状况及其空间分布特征，探讨反映森林健康状况影响因子，旨在为我国海岛人工林生态系统经营和管理提供科学依据，以便最大限度地发挥森林生态效能，有效维护生物多样性、维持区域生态平衡。

1 数据来源与处理

1.1 数据来源

2021年8—9月，以均匀分布为原则，在南长山岛有林地内布设25 m×25 m 样地20 个，用GPS 测量各样地经纬度；记录样地内胸径≥3 cm 活立木和枯立木种类、胸径、树高等，调查样地海拔、坡度、坡向、坡位等生境因子（表1）。

表1 样地调查记录表

1.2 数据处理与分析

统计样地树木种类、株数等，标注活树、死树。 根据各样地树木种类和数量判断群落类型，当某一树种株数占样地总株数70 %以上，则定为纯林群落；当任一树种株数均未达到样地总株数70 %，则定为混交群落。因树木根桩仅有基径，依据已知根径和胸径数据，建立胸径-根径回归方程，补全胸径信息（表2）。

表2 树木生长信息回归方程

根据树木死亡率，评估森林健康状况（＜10 %，良好；10 %～20 %，一般；20 %～30 %，较差；＞30 %，极差）。

将林分密度划分为60～80 株/样地、80～100 株/样地、100～120 株/样地和120 株/样地以上4 个区间，分析不同林分密度区间树木死亡率变化。 将胸径划分为3—5 cm、5—10 cm、10—15 cm、15—20 cm 和20 cm 以上5 个区间，分析胸径—死亡率关系，探讨不同树种在不同胸径区间内死亡率变化特征。 采用相关分析法，探讨海拔、坡度和坡向与死亡率关系，采用单因素方差法分析不同坡位死亡率差异和特征。

2 森林健康状况

共调查树木2047 株：黑松1317 株，刺槐698 株，麻栎等其他树种32 株；树木总死亡率22.72 %，其中：黑松死亡率26.20 %，刺槐死亡率17.05 %，其它树种死亡率3.13 %。 黑松健康状况为“较差”、刺槐健康状况为“一般”，其它树种为“良好”，所有树木健康状况为“较差”（表3）。

表3 不同树种数量及健康状况

20 个样地中有黑松林样地9 个、刺槐林样地6 个、混交林样地5 个。最大林分密度137 株/样地，最小林分密度63 株/样地，平均102.3 株/样地；由大到小依次为混交林（129 株/样地）、黑松林（103.8 株/样地）和刺槐林（77.5 株/样地）。 各样地树木死亡率最大值33.63 %， 最小值11.36 %，平均值22.16 %，由大到小依次为黑松林（33.8 %）、混交林（32.0 %）和刺槐林（25.6 %）。 同时， 森林健康状况显示：30%样地“一般”，65 %样地“较差”，5 %样地“极差”状态；黑松林、混交林总体健康状况处于“较差”状态，刺槐林“一般”（表4）。

表4 各样地树木死亡率及森林健康状况

3 森林健康状况影响因子

3.1 生物因子

3.1.1 林分密度

随着林分密度增大，树木死亡率呈现出波动增长趋势。 就健康状况而言，60～80 株/样地和80～100 株/样地为“一般”，其余区间为“较差”（表5）。

表5 不同林分密度区间死亡率及健康状况

3.1.2 胸径

黑松死亡率随着胸径增大总体呈上升趋势，刺槐则相反。 黑松在胸径3—5 cm、5—10 cm 区间健康状况为“一般”，其它为“较差”；刺槐在胸径3—5 cm、5—10 cm 区间健康状况为“较差”，其它为“一般”（表6）。

表6 不同胸径范围死亡率及健康状况

3.2 生境因子

死亡率与海拔、坡向相关关系不明显，但与坡度呈显著正相关（表7）。

表7 地形因子与树木死亡率相关分析结果

3.3 影响因子探讨

树木死亡原因多种多样，即有内因，也有气候、环境、立地条件等外因，对南长山岛树木而言， 海岛生态脆弱性是影响树木死亡的主要原因，淡水匮乏，土壤贫瘠，保水能力差，树木生长环境恶劣，干旱、海风、海雾等自然灾害频繁发生， 这些因素会导致树木死亡率增加。 现有黑松、刺槐多为上世纪五六十年代人工栽植，林龄老化，树种单一，林分结构不合理，混交林、复层林少，生长态势差，林分质量偏低，上世纪九十年代南长山岛发生松材线虫病，这即与树木整体抗病能力下降有关，也与海岛生态脆弱性相关，一般而言，松材线虫生长繁殖最适宜温度为25℃， 在年平均气温＞14℃的地区松材线虫病害普遍发生，年平均气温在10～12℃地区能够侵染寄主但不造成危害（宋玉双和臧秀强，1989）；长岛年平均气温约为11.9℃，理论上处于松材线虫能够发生但不致明显危害区域，但却成为山东乃至我国北方松材线虫病首个疫区，这是由于在脆弱的海岛生态系统中，病虫害的产生和传播更为容易和广泛。 加之，近几年长岛持续干旱少雨，又有倒春寒，进一步恶化树木生长环境，增加树木死亡率，仅2021年就清理病死树19 万余株。 总体而言，脆弱的海岛生态系统是影响南长山岛人工林健康状况的根本因素，病虫害和干旱是导致黑松和刺槐死亡的主要诱因。