鐘兆華 孫楠 李亞洲 郭樹(shù)平

（1.黑龍江省佳木斯市孟家崗林場(chǎng)，佳木斯 154000；2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081）

林口林業(yè)局次生柞林資源現(xiàn)狀*

鐘兆華1孫楠2**李亞洲2郭樹(shù)平2

（1.黑龍江省佳木斯市孟家崗林場(chǎng)，佳木斯 154000；2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081）

采用樹(shù)種豐富度、樹(shù)種組成指數(shù)、樹(shù)種單調(diào)度、樹(shù)木均勻度等指標(biāo)對(duì)林口林業(yè)局紅石林場(chǎng)的次生柞林的樹(shù)種組成做了詳細(xì)的分析，其結(jié)果表明：現(xiàn)有次生柞林樹(shù)種的多樣性較差，單調(diào)度高，且無(wú)針葉樹(shù)種；柞樹(shù)生長(zhǎng)較慢，生長(zhǎng)潛力不大；建議對(duì)林分進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯嵊?，并輔以針葉樹(shù)種（紅松、云杉）林下更新，構(gòu)建異齡復(fù)層針闊混交林，發(fā)揮森林的多種生態(tài)功能。

次生柞林；樹(shù)種組成；生物多樣性；生長(zhǎng)曲線

柞樹(shù)（Quercus mongolica），又名蒙古櫟，為殼斗科櫟屬植物，是第三紀(jì)孑遺植物，是我國(guó)重要的闊葉用材樹(shù)種[1]。次生柞林在我國(guó)東北林區(qū)約占有林地面積的15%～20%[2-3]，林分土壤貧瘠，樹(shù)種組成單一，林木生長(zhǎng)緩慢[4-5]。近年來(lái)，隨著近自然森林經(jīng)營(yíng)理念的提出，對(duì)現(xiàn)有次生柞林的撫育經(jīng)營(yíng)越來(lái)越重視[6]。本文對(duì)林口林業(yè)局紅石林場(chǎng)的次生柞林進(jìn)行了調(diào)查，并對(duì)其林分結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)情況進(jìn)行了分析，以期為次生柞林的近自然經(jīng)營(yíng)提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)域概況

林口林業(yè)局地處黑龍江省東南部，屬于長(zhǎng)白山系完達(dá)山脈（129°41′50″～130°34′20″E、45° 03′29″～45°58′30″N），總面積27.3025萬(wàn)hm2，土壤為暗棕壤、沼澤土、白漿土、草甸土和泥炭土等。該區(qū)屬中溫帶大陸性氣候，年均溫度2.5℃，年均降雨量580 mm，無(wú)霜期110～130天。屬于中溫帶落葉闊葉和針葉混交林植被帶，植物種類繁多。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集

試驗(yàn)地設(shè)置在林口林業(yè)局紅石林場(chǎng)86林班，該區(qū)為次生柞林近熟林典型分布區(qū)，面積大且集中，并進(jìn)行過(guò)不同強(qiáng)度的撫育經(jīng)營(yíng)，2014年5月設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地10塊，每塊面積為20 m×30 m。對(duì)每塊標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行GPS定位，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有林木進(jìn)行每木檢尺，分樹(shù)種記錄，共測(cè)得林木494株（表1和表2）。同時(shí)，根據(jù)計(jì)算得出柞樹(shù)的平均木和優(yōu)勢(shì)木數(shù)據(jù)，并各選出3株做樹(shù)干解析。

表1 各樹(shù)種胸徑統(tǒng)計(jì)特征

表2 各標(biāo)準(zhǔn)地胸徑基本信息

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

在傳統(tǒng)森林經(jīng)營(yíng)中，樹(shù)種多樣性常用樹(shù)種組成表示，但無(wú)法定量描述林分的樹(shù)種多樣性，因此，本研究采用樹(shù)種豐富度、樹(shù)種組成指數(shù)、樹(shù)木均勻度和樹(shù)種單調(diào)度對(duì)紅石林場(chǎng)次生柞林的樹(shù)種組成進(jìn)行定量描述。

樹(shù)種豐富度(R)采用Margalet指數(shù)，用以反映樹(shù)種的豐富程度。

式中：S——樹(shù)種數(shù)；N——個(gè)體總數(shù)。

樹(shù)種組成指數(shù)（z）采用shannon-wiener指數(shù)，主要用以反映樹(shù)種類型豐富的程度，是樹(shù)種豐富度和各樹(shù)種均勻度的綜合反映，是反映林分樹(shù)種多樣性的定量指標(biāo)。

式中:n——樹(shù)種個(gè)數(shù);pi——第i樹(shù)種蓄積比例。

樹(shù)木均勻度（E）采用Pielou指數(shù)，用以反映次生柞林各樹(shù)種個(gè)體數(shù)量比例的均勻程度，其定義是實(shí)際多樣性與最大多樣化之比。

式中：Pi——第i個(gè)樹(shù)種的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例；S——樹(shù)種數(shù)。

樹(shù)種單調(diào)度（M）采用Simpson指數(shù)，用以反映樹(shù)種組成的單調(diào)程度，該指標(biāo)不僅與樹(shù)木均勻度有關(guān)，亦與樹(shù)種數(shù)有關(guān)，是從另一個(gè)角度評(píng)價(jià)樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)的。

式中：N——總個(gè)體數(shù)；ni-第i個(gè)樹(shù)種的個(gè)體數(shù)；S——樹(shù)種數(shù)[7-8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 次生柞林的樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)

調(diào)查結(jié)果（表3）表明，紅石林場(chǎng)次生柞林共有樹(shù)種6種，即柞樹(shù)、黑樺、紫椴、楓樺、色木、山槐。2號(hào)樣地的樹(shù)種數(shù)最少，只有3種；7號(hào)樣地的樹(shù)種數(shù)最多，有5種。各林分中柞樹(shù)所占比例較大，均達(dá)到了5成以上，其中2號(hào)和5號(hào)樣地柞樹(shù)所占比例達(dá)到9成。所有林分的蓄積偏低，平均僅有61.06 m3/hm2，只有8號(hào)樣地達(dá)到91.23 m3/hm2，超過(guò)全國(guó)平均蓄積（89.79 m3/hm2）。

樹(shù)種豐富度與樹(shù)種數(shù)呈正相關(guān)，與個(gè)體總數(shù)呈負(fù)相關(guān)，但樹(shù)種數(shù)起決定性作用。所有樣地中，樹(shù)種豐富度最高的是7號(hào)樣地，樹(shù)種數(shù)為5種。最低的是2號(hào)樣地，樹(shù)種數(shù)為3種。其他樣地樹(shù)種數(shù)均為4種，其中樹(shù)種豐富度最高的是公頃株數(shù)為400株的3號(hào)樣地，最低的是公頃株數(shù)為1783株的10號(hào)樣地。

表3 次生柞林樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)

樹(shù)種組成指數(shù)能定量描述林分樹(shù)種多樣性，但并不能完全取代樹(shù)種組成式。樹(shù)種組成指數(shù)有隨著樹(shù)種數(shù)增加而增大的趨勢(shì)，7號(hào)樣地的樹(shù)種數(shù)最多，其樹(shù)種組成指數(shù)最高；2號(hào)樣地樹(shù)種數(shù)最少，其樹(shù)種組成指數(shù)也最小。

均勻度指數(shù)是與樣地內(nèi)各樹(shù)種的株數(shù)相關(guān)的函數(shù)，由均勻度可以清晰的看出林分內(nèi)各樹(shù)種個(gè)體數(shù)量的均勻程度。7號(hào)樣地的均勻度指數(shù)最大，這是由于該樣地樹(shù)種數(shù)最多，樹(shù)種組成式為5311，說(shuō)明林分中各樹(shù)種株數(shù)所占比例差異較小，均勻度較高；5號(hào)樣地樹(shù)種數(shù)不是最少（4種），但由于該樣地中單一樹(shù)種（柞樹(shù)）株數(shù)所占比例太大（85.71%），而其他樹(shù)種比例太小，所以造成該樣地均勻度指數(shù)最小。

樹(shù)種單調(diào)度是樹(shù)種個(gè)體集中分布的程度，除與樹(shù)種數(shù)量有關(guān)，還能表示各樹(shù)種分布的均勻程度。7號(hào)樣地樹(shù)種數(shù)最多，樹(shù)種組成式為5311，在10塊樣地中各樹(shù)種的分布相對(duì)比較均勻，故單調(diào)度最低。2號(hào)和5號(hào)樣地的樹(shù)種組成式都是91，但由于2號(hào)樣地的樹(shù)種數(shù)只有3種，稍低于5號(hào)樣地的4種，所以單調(diào)度最高。

3.2 次生柞林的徑階結(jié)構(gòu)

對(duì)紅石林場(chǎng)次生柞林的標(biāo)準(zhǔn)地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并經(jīng)過(guò)邊緣校正后，其直徑按徑階分布的結(jié)果見(jiàn)表4。

由徑階分布圖(圖1)可以看出，次生柞林的直徑結(jié)構(gòu)近似正態(tài)分布，方程為Y=-1.111 4X2+10.917X+29.909，相關(guān)系數(shù)R2=0.707 3。

表4 標(biāo)準(zhǔn)地徑階分布

由于整個(gè)林分徑階20 cm以內(nèi)的林木株數(shù)較多、徑階大的株數(shù)較少（最大徑階為58 cm），導(dǎo)致平均直徑較小，只有16.9 cm，曲線尖削，偏度較大。用負(fù)指數(shù)分布進(jìn)行模擬，得到k=2 319.252，a=0.140，相關(guān)系數(shù)r=0.965。

3.3 次生柞林的生長(zhǎng)量

圖1 林木株數(shù)的徑階分布圖

對(duì)3株柞樹(shù)平均木的標(biāo)準(zhǔn)木做樹(shù)干解析，并對(duì)其胸徑、樹(shù)高和材積的總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)率進(jìn)行分析的結(jié)果（圖2）表明，柞樹(shù)的胸徑生長(zhǎng)比較緩慢，在14～16齡間，平均生長(zhǎng)量超過(guò)0.2 cm；之后的50多年，平均生長(zhǎng)量均保持在0.17 cm左右。胸徑連年生長(zhǎng)量受當(dāng)年氣候條件的影響較大，所以波動(dòng)比較明顯。柞樹(shù)樹(shù)高平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢(shì)，平均生長(zhǎng)量由最初的0.26 m逐漸降到0.16 m。由于胸徑逐年增大，所以單株材積的增長(zhǎng)呈指數(shù)上升趨勢(shì)，故材積的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

圖2 柞樹(shù)各生長(zhǎng)量指標(biāo)

3.4 次生柞林的生長(zhǎng)曲線擬合

根據(jù)次生柞林的柞樹(shù)解析木數(shù)據(jù)，判定本研究的次生柞林的林齡為68年，接近次生柞林的主伐年齡（81年），屬于近熟林階段。結(jié)合收集的相關(guān)柞樹(shù)樣木信息，用理查德（Richards）生長(zhǎng)曲線對(duì)其胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)量進(jìn)行模擬，得到相關(guān)參數(shù)和擬合曲線列于表5，圖3。

表5 次生柞林的胸徑、樹(shù)高、材積理查德方程參數(shù)

由理查德生長(zhǎng)曲線的模擬結(jié)果可以看出，各生長(zhǎng)指標(biāo)擬合的相關(guān)系數(shù)均在0.97以上，效果良好。表明當(dāng)前柞樹(shù)的各生長(zhǎng)指標(biāo)逐漸增大，材積的生長(zhǎng)呈指數(shù)趨勢(shì)增長(zhǎng)。

4 結(jié)論

林口林業(yè)局紅石林場(chǎng)現(xiàn)有次生柞林中只有柞樹(shù)、黑樺、紫椴、楓樺、色木、山槐6個(gè)樹(shù)種，柞樹(shù)與黑樺占了八成以上，林分的Pielou均勻度指數(shù)低、Simpson單調(diào)度指數(shù)高、樹(shù)種的多樣性較差，且無(wú)針葉樹(shù)種；林分的平均公頃株數(shù)及平均公頃蓄積較低（61.06 m3/hm2），較全國(guó)平均公頃蓄積（89.79 m3/hm2）低32.00%。林分中柞樹(shù)生長(zhǎng)較慢，平均直徑較小，大徑級(jí)林木較少。林地土層較薄，不適宜大強(qiáng)度撫育，否則會(huì)造成環(huán)境條件惡化。隨著群落的不斷發(fā)展，該群落的多樣性、豐富度會(huì)逐漸降低，從而演變成柞樹(shù)黑樺林，雖然林分相對(duì)穩(wěn)定，但生物多樣性較差，土壤瘠薄。針對(duì)這些問(wèn)題，建議對(duì)該次生柞林進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯嵊?，并輔以針葉樹(shù)種（紅松、云杉）林下更新，構(gòu)建異齡復(fù)層針闊混交林，充分發(fā)揮森林的多種生態(tài)功能，形成多樣化的森林景觀。

圖3 次生柞樹(shù)胸徑、樹(shù)高、單株材積擬合曲線

［1］呂偉偉，孫勇，程明杰，等.蒙古櫟天然次生林改培大徑級(jí)材技術(shù)研究［J］.防護(hù)林科技，2016（2）：1-3.

［2］陸秀君，張宇，劉鳴宇，等.不同促根措施對(duì)蒙古櫟苗木生長(zhǎng)的影響［J］.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，31（2）：140-145.

［3］黃國(guó)偉，黃秦軍，李文文.不同種源蒙古櫟在3種生長(zhǎng)條件下的綜合評(píng)價(jià)［J］.西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012,32（1）：4-10.

［4］唐佩凱.改變次生柞林為針、闊葉混交林的主要方式［J］.林業(yè)科技，1987（1）：20-22.

［5］高東啟，鄧華鋒，程志楚，等.蒙古櫟間伐林分和未間伐林分生長(zhǎng)模型研究［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（2）：50-54.

［6］尤文忠，趙剛，張慧東，等.撫育間伐對(duì)蒙古櫟次生林生長(zhǎng)的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（1）：56-64.

［7］孫楠，劉奇.水曲柳、胡桃楸、黃波羅硬闊葉混交林樹(shù)種組成調(diào)整技術(shù)研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（1）：120-125.

［8］吳金卓，馮亮，蔡小溪，等.森林生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇分析［J］.森林工程，2015，31（1）：30-33.

第1作者簡(jiǎn)介：鐘兆華（1981-），男，本科，工程師，研究方向：森林培育學(xué)和森林經(jīng)理學(xué)。

The Resources of Secondary Quercus mongolica Forest of Linkou Forestry Bureau

ZHONGZhaohua
（Meng Jiagang Forest Farm in Jiamusi City of Heilongjiang Province,Jiamusi154000）

Tree species composition with species richness,tree species The result showed that the species diversity of existing secondary Quercus mongolica forest is poor,single scheduling is high and no conifer;the stand had slowly growth and little potential;so we suggest to appropriate artificial forest tending,updated with Pinus koraiensis and Picea asperata,and builded different ages stratified needle broad-leaved mixed forest and give play to the multiple ecological functions of the forest.

Secondary Quercus mongolica forest;Tree species composition;Biological diversity; Growth Curve

S792.186,S718.54+5

A

孫楠（1981-），女，博士，副研究員，研究方向：森林經(jīng)理學(xué)、森林培育學(xué)。

2017-05-03

（責(zé)任編輯：王岳）

1001-9499（2017）04-0051-04

*“十二五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目（2015BAD07B03）；黑龍江省森工總局推廣項(xiàng)目（sgzjt2014008）資助