呂學(xué)燕，楊 奇，高銘蔚，鞏佳琦，董 慧，張 驍

(吉林省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130022)

種群是棲息在同一地域中同種個(gè)體組成的復(fù)合體，是物種在自然界中存在的基本單位，種群的空間結(jié)構(gòu)特征是其核心的研究?jī)?nèi)容[1-3]。研究種群空間結(jié)構(gòu)特征對(duì)闡明種群的生態(tài)特征、群落的穩(wěn)定性以及森林生態(tài)系統(tǒng)的維持具有重要意義[4]。目前眾多學(xué)者對(duì)群落主要建群樹(shù)種的種群空間結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析。李玲麗等對(duì)湖南八大公山黃杉種群結(jié)構(gòu)和群落特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明種群年齡結(jié)構(gòu)可分為穩(wěn)定型向衰退型過(guò)渡和衰退型2個(gè)類(lèi)型，幼苗和幼樹(shù)極度缺失，中齡和老齡個(gè)體居多[5]。王泳騰等對(duì)燕山山脈黃檗種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明黃檗種群結(jié)構(gòu)總體上呈倒“J”型，外部干擾時(shí)種群結(jié)構(gòu)數(shù)量變化動(dòng)態(tài)指數(shù)為1.017 %，表明該種群趨于穩(wěn)定[6]。任毅華等研究了色季拉山東坡急尖長(zhǎng)苞冷杉種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)，結(jié)果表明色季拉山急尖長(zhǎng)苞冷杉種群林齡結(jié)構(gòu)完整，呈典型的“金字塔”型，該種群為增長(zhǎng)型種群[7]。本文對(duì)長(zhǎng)白山森工集團(tuán)大石頭林業(yè)有限公司天然紫椴種群林分空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)掌握該地區(qū)紫椴種群生長(zhǎng)狀況和林分空間結(jié)構(gòu)多元分布具有重要作用，為紫椴種群天然林的保護(hù)、恢復(fù)造林及可持續(xù)利用提供參考。

1 研究地概況

大石頭林業(yè)有限公司位于吉林省東部，延邊朝鮮族自治州西部，跨越安圖縣、敦化市，隸屬長(zhǎng)白山森工集團(tuán)。屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫2.2 ℃，年平均降水量629.1 mm，無(wú)霜期112 d。該區(qū)域?qū)賴(lài)?guó)家重點(diǎn)林區(qū)，森林植被豐富，主要喬木樹(shù)種有紅松(Pinuskoraiensis)、紅皮云杉(Piceakoraiensis)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、紫椴(Tiliaamurensis)、白樺(Betulaplatyphylla)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、黃檗(Phellodendronamurense)等；主要灌木有忍冬(Lonicerajaponica)、胡枝子(Lespedezabicolor)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、珍珠梅(Sorbariasorbifolia)等；主要草本有羊須草(Carexcallitrichosvar.callitrichos)、蚊子草(FilipendulaPalmata)、木賊(Equisetumhyemale)等。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于2014年大石頭林業(yè)有限公司森林資源調(diào)查復(fù)位樣地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，篩選出天然紫椴集中分布的25個(gè)樣地?cái)?shù)據(jù)。其中，闊葉混交林樣地17個(gè)，純林樣地2個(gè)，針闊混交林樣地6個(gè)。篩選的數(shù)據(jù)庫(kù)包括樣地號(hào)、樹(shù)種、胸徑、樹(shù)高、公頃蓄積和公頃株數(shù)等字段。

2.2 林分結(jié)構(gòu)劃分

徑級(jí)結(jié)構(gòu)：5.0～6.9 cm為6 cm徑級(jí)、7.0～8.9 cm為8 cm徑級(jí)、9～10.9 cm為10 cm徑級(jí)，以此類(lèi)推，大于32.9 cm均為34cm徑級(jí)。

高度級(jí)：分為5 m以下高度級(jí)，5.0～6.9 m為6 m高度級(jí)、7.0～8.9 m為8 m高度級(jí)、9～10.9 m為10 m高度級(jí)，以此類(lèi)推，大于20.9 m均為22 m及以上高度級(jí)。

2.3 統(tǒng)計(jì)方法

利用Excel軟件和SAS 8.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，t值檢驗(yàn)水平為0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 種群林分因子

對(duì)純林、闊葉混交林和針闊混交林3種類(lèi)型的紫椴種群林分因子進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表1。林分蓄積量均較大；平均胸徑分別為22.4 cm、20.1 cm和17.2 cm；平均樹(shù)高分別為16.5 m、15.8 m和16.1 m；公頃株數(shù)平均值分別為930株、1 290株和1 080株。

表1 紫椴種群樣地林分因子

3.2 種群徑級(jí)結(jié)構(gòu)

對(duì)3種林分類(lèi)型紫椴種群各徑級(jí)個(gè)體數(shù)量進(jìn)行整理，結(jié)果見(jiàn)圖1。闊葉混交林中個(gè)體數(shù)量總體上均隨著徑級(jí)增加而逐漸減少，呈倒“J”型分布，屬于典型的增長(zhǎng)型群落。純林和針闊混交林中個(gè)體數(shù)量總體上均隨著徑級(jí)增加表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，呈“單峰”型分布，峰值分別出現(xiàn)在14 cm徑級(jí)和12 cm徑級(jí)，屬于穩(wěn)定型群落。

圖1 紫椴種群徑級(jí)個(gè)體數(shù)量

進(jìn)一步將6～14 cm徑級(jí)整合為幼樹(shù)、16～24 cm徑級(jí)整合為中齡樹(shù)、26 cm徑級(jí)以上整合為成齡樹(shù)(見(jiàn)表2)?？梢钥闯觯?種林分類(lèi)型中幼樹(shù)數(shù)量所占百分比均大于中齡樹(shù)和成齡樹(shù)；闊葉混交林的幼樹(shù)數(shù)量所占百分比最大，為75.6 %，且與其他2種林分類(lèi)型幼樹(shù)數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異；純林中齡樹(shù)數(shù)量所占百分比最大，為27.9 %，與其他2種林分類(lèi)型中齡樹(shù)數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異；針闊混交林成齡樹(shù)數(shù)量所占百分比最大，為15.6 %，與其他2種林分類(lèi)型成齡樹(shù)數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異。主要是由于闊葉混交林中幼樹(shù)更新較好、數(shù)量較多，而針闊混交林中高大的針葉樹(shù)冠對(duì)冠下紫椴幼樹(shù)和中齡樹(shù)生長(zhǎng)影響較大。

表2 紫椴種群徑級(jí)個(gè)體數(shù)量整合情況

3.3 種群高度級(jí)結(jié)構(gòu)

對(duì)3種林分類(lèi)型紫椴種群各高度級(jí)個(gè)體數(shù)量進(jìn)行整理，結(jié)果見(jiàn)圖2。闊葉混交林和針闊混交林中個(gè)體多出現(xiàn)在6 m、8 m、10 m和22 m及以上高度級(jí)，種群中林冠下層和上層個(gè)體數(shù)量較多，中層個(gè)體數(shù)量較少，是典型單層林分特征。純林中個(gè)體數(shù)量多出現(xiàn)在10 m、12 m和14 m高度級(jí)上，種群中林冠中層個(gè)體數(shù)量較多，種群垂直結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

圖2 紫椴種群高度級(jí)個(gè)體數(shù)量

進(jìn)一步將8 m以下高度級(jí)整合為下層、10～16 m高度級(jí)整合為中層、18 m高度級(jí)以上整合為上層(見(jiàn)表3)。可以看出，闊葉混交林中下層紫椴數(shù)量所占百分比最大，為57.2 %，且與其他2種林分類(lèi)型下層林木數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異；純林中層林木數(shù)量所占百分比最大，為51.1 %，與其他2種林分類(lèi)型下層林木數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異；針闊混交林上層林木數(shù)量所占百分比最大，為31.2 %，與闊葉混交林上層林木數(shù)量所占百分比差異顯著。

表3 紫椴種群高度級(jí)個(gè)體數(shù)量整合情況

4 結(jié)論與討論

林木種群結(jié)構(gòu)是植物種群的重要屬性，不僅反映了種群個(gè)體在空間上的分布方式，也在一定程度上反映了種群的發(fā)展趨勢(shì)[8，9]。大石頭林業(yè)有限公司3種林分類(lèi)型紫椴種群林分密度和林分蓄積量均較大。在水平結(jié)構(gòu)上闊葉混交林中種群個(gè)體數(shù)量呈倒“J”型分布，屬于典型的增長(zhǎng)型群落，且幼樹(shù)數(shù)量所占百分比最大，為75.6 %，且與其他2種林分類(lèi)型幼樹(shù)數(shù)量所占百分比均達(dá)到顯著差異。純林和針闊混交林中紫椴種群個(gè)體數(shù)量均呈“單峰”型分布，峰值分別出現(xiàn)在14 cm徑級(jí)和12 cm徑級(jí)，屬于穩(wěn)定型群落。

在垂直結(jié)構(gòu)上紫椴個(gè)體數(shù)量在下層、中層和上層所占百分比最大的分別為闊葉混交林、純林和針闊混交林。其中闊葉混交林和針闊混交林種群中林冠下層和上層個(gè)體數(shù)量較多，中層個(gè)體數(shù)量較少，是典型單層林分特征；純林中種群林冠中層紫椴個(gè)體數(shù)量較多，種群垂直結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。本文對(duì)紫椴種群空間結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析，對(duì)其種群空間分布格局的分析有待于進(jìn)一步研究。