梅河口市国有林总场天然次生林紫椴种群发展动态分析

陈佳刚

(吉林省林业勘察设计研究院，吉林 长春 130022)

植物种群动态反映了种群的发展趋势，反映种群个体行为、存活和生长对环境条件的适应，是种内和种间竞争作用以及环境选择的结果。了解种群的生存现状，对揭示种群的发展特征及动态规律，探索植物的生存机制和群落的稳定性具有重要意义。

紫椴()是椴树科椴树属落叶乔木，为国家二级重点保护野生植物，具有重要的保护价值，主要分布于朝鲜和中国黑龙江、吉林及辽宁地区。大石头林业有限公司阔叶混交林中紫椴种群属于典型的增长型群落，纯林和针阔混交林中紫椴种群属于稳定型群落。刘月等分析了择伐对紫椴次生林优势种群空间结构特征的影响，结果表明，未择伐林分及种群结构是自然演替的结果，择伐经营措施对择伐林分有一定影响，其不仅促进了次生林演替的变化,而且一定程度上优化了整体林分的空间结构。北京市火焰山紫椴群落物种丰富度、多样性指数均为乔木层小于灌木层和草本层，林下紫椴幼苗天然更新极弱。本文利用梅河口市国有林总场森林资源调查复位样地数据，对天然次生林紫椴种群动态进行了分析，旨在为天然次生林紫椴种群的保护、恢复造林和可持续利用提供参考。

1 研究区概况

梅河口市位于长白山西麓，辉发河上游，吉林省东南部，125°15′—126°03′ E，42°08′—43°02 N。属温带大陆性季风气候，年均气温4.6 ℃，年均日照2 479 h，年均降水量736 mm。研究区植被类型属温带针阔叶混交林，常见的乔木树种有蒙古栎()、胡桃楸()、紫椴、榆树()、色木槭()、红松()、落叶松()和云杉()等。

2 研究方法

2.1 数据来源

本文数据来源于2016年梅河口市国有林总场森林资源调查复位样地数据库，随机选择自然度为次生林、优势树种为紫椴、紫椴在树种组成中占3成及以上的样地，共12个。样地多为20世纪60年代森林皆伐后自然生长起来的次生林，林分平均年龄52 a，面积均为666.7 m，形状为菱形。统计选择的12个样地内检尺的树种、胸径、树高以及幼苗的树种和株数等。次生林主要干扰类型为人为干扰，由于当地对天然林保护力度较大，林分人为干扰程度较低。

2.2 年龄结构划分

由于紫椴生长周期较长，且实际测得树木的实际年龄比较困难，正常生长条件下林木年龄越大则其胸径越大。因此本文采用径级代替龄级的方法对紫椴种群存活个体进行径级分组。根据紫椴检尺记录的径级分布特点，将7.9 cm以下划分为第Ⅰ径级，8.0～10.9 cm划分为第Ⅱ径级，每隔2.9 cm为一个径级以此类推，29 cm以上均为第Ⅸ径级。

2.3 存活曲线拟合

本文根据紫椴种群存活曲线特点，利用SAS8.0软件对Deevey-Ⅱ和Deevey-Ⅲ种群存活曲线进行拟合并检验，以确定紫椴种群存活曲线。

3 结果与分析

3.1 种群龄级结构

以龄级为横坐标，以种群紫椴个体数为纵坐标，绘制紫椴种群龄级结构图(图1)。从图1可以看出，紫椴种群幼苗、幼树数量较多，总体上随龄级增大个体数逐渐减少。紫椴种群结构近似呈倒J形分布，但存在波动，第Ⅴ龄级紫椴个体数明显偏少，其他龄级个体数量较为稳定，属于增长型种群。

图1 紫椴种群龄级结构

3.2 种群静态生命表

对紫椴种群静态生命进行编制。从表1可以看出，紫椴种群生命期望随龄级大小先降低后增加再降低，主要由于紫椴幼苗对环境适应能力较强，个体存活较多，但随着林木个体的增长，竞争逐渐增加，生命期望随之下降，到中龄后紫椴种群个体竞争减弱，生命期望逐渐增加，成龄后紫椴个体存活时间减少，种群生命期望随之下降。

表1 紫椴种群静态生命表

3.3 种群存活曲线

以紫椴种群存活个体树木的自然对数ln为纵坐标，以径级相对应的龄级为横坐标绘制紫椴种群存活曲线(图2)。

图2 紫椴种群存活曲线

从图2可以看出，紫椴种群在第Ⅰ至第Ⅳ龄级个体存活最高，表明紫椴种群内具有较多的幼苗幼树，且紫椴幼龄个体对环境适应能力较强，死亡较少，种群存活曲线波动不大。但是到了第Ⅴ龄级，种群存活曲线出现明显下降，主要由于树木个体间竞争较大，大量林木个体不能进入下一个龄级，难以达到主林层，随后种群存活曲线随径级逐渐下降，但波动不大。

紫椴种群存活曲线介于Deevey-Ⅱ和Deevey-Ⅲ之间，因此对紫椴种群存活曲线进行了指数方程和幂函数的拟合，并对拟合的存活曲线方程进行了检验(表2)。从表2可以看出，Deevey-Ⅱ方程F检验和相关系数均大于Deevey-Ⅲ，说明紫椴种群符合Deevey-Ⅱ型存活曲线，各龄级的死亡率基本相同，局部稍有波动。

表2 紫椴种群存活曲线模型检验

4 结论

为了减少紫椴存活个体的破坏，本文采用空间差异代替时间变化的方法，利用紫椴种群径级结构代替年龄结构对紫椴种群静态生命表及种群动态预测进行了研究，结果符合种群的自然动态规律。

紫椴种群年龄结构近似呈倒J形分布，属于增长型种群。紫椴种群生命期望随龄级大小先降低后增加再降低，这受紫椴幼苗幼树对周围环境的影响以及种群个体间的竞争有关。种群存活曲线、死亡率、消失率可以反映出种群存活个体在各龄级的存活状态。紫椴种群存活曲线介于Deevey-Ⅱ和Deevey-Ⅲ之间，更趋近于Deevey-Ⅱ型曲线，种群除第Ⅳ阶段存活曲线出现大幅度下降外，其余阶段种群存活曲线较为稳定。本文中紫椴种群所表现的动态特征也可能与环境条件及其他物种间的关联有关，还需进一步研究。