閩西樂東擬單性木蘭天然林的種群結構與人工栽培研究

羅登勝

(連城縣朋口林業站，福建 龍巖 366200)

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閩西樂東擬單性木蘭天然林的種群結構與人工栽培研究

羅登勝

(連城縣朋口林業站，福建 龍巖 366200)

摘要采用空間代時間和勻滑技術，通過編制種群靜態生命表和生存分析，對福建省連城縣樂東擬單性木蘭的種群結構進行了分析，并對人工林栽培效果進行了調查，結果表明：樂東擬單性木蘭種群年齡結構似金字塔形，Ⅰ級、Ⅱ級數量較多，在Ⅲ級、Ⅳ級種群出現斷層，種群存活率曲線屬于Deevey Ⅲ型，在整個生命過程中，共出現3次死亡高峰，第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，種群在第Ⅰ級生存率較高而死亡率較低，進入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，累積死亡率急劇升高；11年生東擬單性木蘭與杉木生長無顯著差異，但在后期的培育過程中，應對杉木進行適當修枝或疏伐，以促進東擬單性木蘭的生長。

關鍵詞樂東擬單性木蘭；種群結構；生命表；生存分析；栽培

擬單性木蘭屬(Parakmeria)是中國特有寡種屬，花雜性和心皮退化在木蘭科中少見，是重要的研究材料。樂東擬單性木蘭(Parakmerialotungensis)為我國珍稀瀕危保護植物，花形美麗，略有香味，是優良的綠化樹種，木材心材明顯，可供建筑和家具等用，其分布范圍多達8 個省區，但種群內個體數量大多較為稀少，分布呈島嶼狀。研究發現，在閩北樂東擬單性木蘭天然群落中，幼苗數量較多，也有一定數量的大樹，但中樹階段出現斷層，在長期演替中，將被其他耐陰性樹種替代。樂東擬單性木蘭喜光性較強，有研究表明，在馬尾松低產林下套種樂東擬單性木蘭，隨著馬尾松林郁閉度的增大，樂東擬單性木蘭的生長量下降，應在適當時間對馬尾松進行疏伐，增加林內透光度，提高樂東擬單性木蘭的成活率和生長量。由于林內天然更新不良，加之近年來人為破壞嚴重，樂東擬單性木蘭野生資源日益減少，已面臨滅絕的危險，因此，其野生資源的保育和人工栽培與擴繁[4,5]已經引起了林業工作者的重視。福建省連城縣分布有一定數量的樂東擬單性木蘭天然林，為加快其保育與擴繁，在連城縣苣溪鎮建立了采種基地，并開展了一定面積的人工林培育。為進一步了解樂東擬單性木蘭的生態學特性，筆者采用種群生命表和生存分析對連城縣樂東擬單性木蘭天然林的種群結構進行了分析，并對人工林栽培效果進行了調查，以期為更好地開展就地保護和遷地保護提供參考資料。

1研究區概況

連城縣地處福建西部山區武夷山脈南段，25°13″—25°26″ N，116°32″—117°10″ E，日照充足，雨量充沛，被譽為北回歸線上的綠洲和基因庫。境內各地年均氣溫13.8～19.5 ℃，縣城為18.9 ℃；年平均雨量 1 734.4 mm，年平均日照時數1 760.7 h，全縣降雨量大多集中在梅雨期，其次為春季；年平均水汽壓18.2 hPa，相對濕度78%，年中各月相差不大，3—6月為80%～82%，10～2月較小，變化在75%～79%之間，全年無霜期通常為291 d。

2材料與方法

2.1樣地選擇

樂東擬單性木蘭天然林位于連城縣苣溪鎮廈莊村池屋50林班1大班4小班，面積5.5 hm2，優勢種為樂東擬單性木蘭和甜櫧(Castanopsiseyrei)；人工林位于夏莊村大嶺頭48林班5大班3小班，2005年春季采用1年生苗木，在杉木(Cunninghamialanceolata)采伐跡地上造林，穴狀整地，株行距2 m×2.5 m，造林后杉木根樁自然萌芽，現與樂東擬單性木蘭呈1∶1帶狀混交狀態，林齡11 a，兩處樣地海拔均為850～900 m。

2.2調查方法

天然林調查方法：2016年3月，采用相鄰格子樣方法對樂東擬單性木蘭天然林進行調查，設置3個20 m×20 m的固定樣地，對樣地內所有樂東擬單性木蘭進行每木調查，記錄株數、胸徑、地徑、樹高、冠幅等指標。

人工林調查方法：天然林調查結束后，在人工林中各選擇3條杉木和樂東擬單性木蘭林帶，長度50 m，對林帶中的植株進行每木調查，記錄株數、胸徑、樹高、冠幅、保存率等。

2.3數據計算

天然林種群結構劃分：采用胸徑代替年齡，進行種群結構劃分，Ⅰ級：苗高<1 m；Ⅱ級：苗高>1 m，胸徑小于5 cm；Ⅲ級：胸徑5～15 cm；Ⅳ級：胸徑15～30 cm；Ⅴ級：胸徑30～40 cm；Ⅵ級：胸徑40～50 cm；Ⅶ級：胸徑50～60 cm；Ⅷ級：胸徑>60 cm。

種群特定時間靜態生命表編制和生存分析計算參考文獻的方法，針對齡級結構中出現的種群數量波動，采用勻滑技術進行數據修正。

生存函數Si=p1p2…pi(pi為存活頻率，pi=1-qi)；

積累死亡率函數Fi=1-Si；

死亡密度函數f(ti)= (Si-1-Si)/hi= (Siqi)/hi(hi為齡級寬度；qi為死亡頻率)；

危險率函數λ(ti)=f(ti)/S(ti)=2qi/hi(1+pi)。

采用Excel 2003中的數據分析工具進行回歸分析、單因素方差分析和圖表制作。

3結果與分析

3.1天然林中樂東擬單性木蘭種群的年齡結構

根據野外調查數據，在1 200 m2的天然林樣地中，共出現樂東擬單性木蘭390株，以齡級為橫坐標，以各齡級存活數為縱坐標，繪制了天然林中樂東擬單性木蘭種群的年齡結構，結果顯示：樂東擬單性木蘭種群年齡結構似金字塔形，Ⅰ級、Ⅱ級數量較多，共出現378株，也存在一定數量的大樹，胸徑35 cm以上的有12株，但Ⅲ級、Ⅳ級出現斷層，這與何國生等報道的閩北樂東擬單性木蘭天然林群落結構較為一致，即從幼樹向中樹和大樹過度的時候，存在較高的死亡率。

3.2樂東擬單性木蘭種群靜態生命表

表1　樂東擬單性木蘭種群靜態生命表

注：x-單位時間；ax-在齡級內現存的個體數；a`x-修正的個體數；lx-在x時間開始時標準化存活個體數；dx-從x到x+1時間間隔期標準化死亡數；qx-從x到x+1時間間隔期限內死亡率；Lx-從x到x+1時間間隔內還存活的個體數；Tx-從x時間(徑級)到超過x時間(徑級)的個體總數；Ex-進入x徑級個體生命期望壽命；Kx-各年齡組致死力(損失度)

采用勻滑技術對野外調查數據進行修正后建立種群生命表，由種群靜態生命表可見，樂東擬單性木蘭的年齡結構存在明顯的波動性，幼苗數量較多，胸徑>5 cm時數量急劇減少，大樹數量穩定，幼樹向中樹過度時死亡率較高，致死力Kx值顯著高于其他齡級，Ex值在第Ⅴ級達到最大，是種群生理旺盛期，之后Ex值降低，即種群出現衰退。

以齡級為橫坐標，以存活數的自然對數lnlx為縱坐標，繪制種群存活率曲線，由圖1可見，樂東擬單性木蘭種群存活率曲線擬合方程為y= -2.877 Ln(x) + 6.717 3(R2= 0.969 7)，曲線呈凹型，屬于Deevey Ⅲ型；由死亡率可見，在樂東擬單性木蘭的生命過程中，共出現3次死亡高峰，在第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，即在幼樹向中樹、中樹向大樹的過渡階段，都伴隨著個體數目的不斷減少。

3.3樂東擬單性木蘭種群生存分析

由圖2可見，樂東擬單性木蘭種群生存函數和死亡密度函數單調下降，積累死亡率函數單調上升，種群在第Ⅰ級出現較高的生存率和較低的死亡率，進入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，而累積死亡率急劇升高，此后，累積死亡率居高不下，第Ⅳ級之后，種群的生存率已不足1%，累積死亡率大于99%，即在此之后，樂東擬單性木蘭種群進入了生理衰退期；危險率函數呈波動下降趨勢，在第Ⅵ級又出現明顯的峰值，而此時的死亡密度函數并不大，這可能與種群整體進入衰老期，危險率較高有關。

3.4樂東擬單性木蘭人工林的栽培效果

由圖3可見，11年生樂東擬單性木蘭與杉木混交人工林中，兩樹種的胸徑和樹高生長量沒有顯著差異(P>0.05)，樂東擬單性木蘭的胸徑為9.39±3.28 cm、樹高為8±1.25 m，杉木的胸徑為10.67±4.06 cm、樹高為8.5±1.75 m。

4結論

野外調查數據顯示，樂東擬單性木蘭種群年齡結構似金字塔形，1 200m2的樣地中，共發現390株，Ⅰ級、Ⅱ級數量較多，共378株，胸徑35cm以上的有12株，在Ⅲ級、Ⅳ級種群出現斷層，可見，從幼樹向中樹和大樹過渡時，樂東擬單性木蘭種群存在較高的死亡率。

樂東擬單性木蘭種群存活率曲線屬于DeeveyⅢ型，在整個生命過程中，共出現3次死亡高峰，在第Ⅱ級、Ⅳ級、Ⅶ級死亡率較高，在幼樹向中樹、中樹向大樹的過渡階段，都伴隨著個體數目的不斷減少。

生存分析表明，樂東擬單性木蘭種群在第Ⅰ級生存率較高而死亡率較低，進入第Ⅱ級之后，生存率急劇降低，累積死亡率急劇升高，可見，樂東擬單性木蘭種群在幼樹向中樹、大樹過渡的時候，應給予適度的人為干擾，改善林內透光條件，促進其天然更新。

由人工林生長情況可見，11年生樂東擬單性木蘭與杉木生長無顯著差異，但杉木的樹高和胸徑均高于樂東擬單性木蘭，由種群結構分析可見，樂東擬單性木蘭喜光性較強，在后期的生長中必然受到杉木的影響，因此，在后期的培育過程中，應對杉木進行適當修枝或疏伐，以促進樂東擬單性木蘭的生長。

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Population Structure ofParakmerialotungensisNatural Forest and its Artificial Cultivation

Luo Dengsheng

(Pengkou Forestry Station of Liancheng County,Longyan 366200,China)

AbstractUsing the age class structure represented by DBH class and smooth technology,through the population static life table and survival analysis,population structure of Parakmeria lotungensis in Liancheng County of Fujian Province were analyzed. Cultivation effects of the plantation were investigated. Result shows that age structure of P. lotungensis population like a pyramid,grade Ⅰ,gradeⅡ in larger quantities,in grade Ⅲ,grade Ⅳ populations occurs fault;the curve of survival rate of the population belongs to Deevey Ⅲ type;throughout the life course,a total of death peak occurred three times;the mortality rate of grade Ⅱ,grade Ⅳ,grade Ⅶ are higher;the population at grade Ⅰ higher survival rate and lower mortality rates,after entering the second level Ⅱ,drastically reduced the survival rate,cumulative mortality sharply increased;11-year-old Parakmeria lotungensiswith the growth of Chinese fir was no significant difference,but in the latter part of the nurturing process,the appropriate thinning or pruning response of Cunninghamia lanceolata should be conducted in order to promote growth of P. lotungensis.

Key wordsParakmeria lotungensis;population structure;life table;survival analysis;cultivation

文章編號：1005-5215(2016)07-0018-03

收稿日期：2016-05-05

作者簡介：羅登勝(1971-)，福建連城人，工程師，現從事森林培育研究.

中圖分類號：S718.542

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.004