基于樹冠連續覆蓋的香樟人工林群落結構優化研究?

楊子欣 顏兵文 張慶費 夏 檑

1 中南林業科技大學風景園林學院 長沙 410004 2 上海辰山植物園 上海 201612 3 上海市園林科學規劃研究院 上海 200023

群落作為城市綠地的基本組成單元，其結構的合理性關系城市綠地的健康、穩定和可持續性[1]。由于過分追求快速成形乃至一次成型的效果，城市綠化的過度密植現象明顯，限制了植物種群的自然生存和發育空間；植物群落種內與種間競爭激烈，影響植物群落的健康發育，群落穩定性低；群落調整優化已經成為城市綠化管理的重要方面[2]。

香樟為我國亞熱帶地區重要樹種，主要分布在長江流域以南，自然界缺乏以香樟為優勢種和建群種的野生群落，多為伴生種。由于香樟樹形優美、適應性強、生長迅速、壽命長、移植成活率高，被廣泛應用于城鄉綠化，并多培育成人工純林[3-4]。但香樟人工林往往面臨密度過大、結構單一等問題，香樟人工林結構調整與優化研究得到重視，如香樟林密度管理模型[5]、密度定量化控制[6]、密度調控對香樟林木生長及空間分布影響[7]等研究，但針對香樟林結構調整技術研究還鮮見報道。

因此，本文選擇上海濱江森林公園香樟人工林，以密度調控為基礎，提出基于樹冠連續覆蓋的調整法，將群落結構調整與景觀外貌延續有機結合，優化香樟林結構，為城市人工林結構調整提供參考。

1 調查地區概況

上海濱江森林公園地處浦東新區的黃浦江與長江口南岸交匯處，公園面積100 hm2，屬濕潤亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫15.5℃，歷年極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫-9.6℃，年平均降水量1 100 mm。

香樟林是上海濱江森林公園的重要植物群落類型，多從香樟苗圃轉化而來，多為香樟純林，以較大規格苗木采用規則密植，栽植時間約10年。徑級中等，生長勢一般，分枝點低且大多下層有枯枝。群落密度偏大，樹冠生長受限，冠幅較小，林冠線缺乏起伏錯落外貌，生長勢趨于衰退。

2 樹冠連續覆蓋調整技術

城市人工林結構調整主要有抽稀撫育、補植優化等技術途徑，由于景觀外貌對城市人工林具有突出意義，應確保調整后的群落具有景觀的完整性和延續性，樹冠應作為群落外貌的主要載體。因此，本文借鑒結構化森林經營的理念和原則[8]，提出基于樹冠連續覆蓋的群落調整方法，在延續群落外貌景觀的基礎上，維護樹冠的整體性，開展群落結構的調整改造。

首先，確定保留的目標樹。優先保留目標樹對群落的穩定性發揮重要作用，目標樹是構成群落主體景觀、長勢良好和冠型完整的樹木。其次，重點抽稀影響目標樹正常生長，并具有較強競爭性的樹木以及樹冠瘦弱、生長不良的非目標樹。第三，合理調整中庸樹。中庸樹生長勢一般，雖暫時尚未明顯影響目標樹生長，但通過適當調整，可為目標樹的生長發育創造更好的生長空間。

3 香樟林優化調整技術

3.1 調整思路

遵循樹冠連續覆蓋的原則，針對香樟林結構特征，以形成樹木隨機分布為方向，盡量減少對森林景觀的過度干擾，保持景觀的延續性；營造合理的生長空間，調節植物層次，疏減上層過密結構；去除生長衰弱的植株，維持良好景觀外貌。

3.2 技術方法

首先，對擬調整改造的香樟人工林進行調查，了解現狀，將喬木樹種分成優勢樹、中庸樹和被壓樹3類；第二，按照樹冠連續的原則，確定保留的目標樹和擬抽稀的樹木；第三，以抽稀為技術途徑，在圖紙上模擬改造效果，比較調整前后的分布狀態，根據群落優化目標進行調整。

在具體實施過程中，在香樟林群落結構調查基礎上，選擇一塊面積為480 m2的香樟林為例，對每棵喬木進行定點定位標識，并繪制未調整前的香樟樹木分布圖 (圖1)。采取樹冠覆蓋連續抽稀法，標識保留和抽移的樹木。該塊香樟林原有香樟植株70株，密度為1 458株/hm2，抽稀調整后，保留香樟52株，密度降為1 083株/hm2，調整后的香樟林群落結構如圖2，原來比較均勻分布的群落調整為相對隨機分布狀態，并為幼齡樹創造一定的生長空間。

圖1 香樟群落抽稀前的植株分布圖

圖2 香樟群落抽稀后的植株分布圖

4 結果與分析

抽稀改造3年后，調查改造后的香樟林結構，并與未改造的對照香樟林進行比較，分析抽稀改造對香樟群落結構的影響 (表1)。

4.1 樹木生長勢

從表1可以看出，改造后群落與保留群落的樹高、胸徑和枝下高接近，缺乏明顯差異。但冠幅、枯枝長度和生長勢變化明顯，抽稀后的冠幅平均增加2.0 m2，樹冠下枯枝長度減少0.4 m，未調整群落的冠下枯枝現象明顯，上木每株有枯枝，最長的枯枝長度達3.5 m。偏冠和側冠樹木數量較多，冠幅偏小，平均為13.4 m2，制約了香樟生長和營養空間。

調整后生長勢優和良的比例分別增加14.7%和23.9%，香樟生長勢明顯提高，基本形成兩層結構。林內較為通透，植株形態較好，總體干形較為通直，樹冠偏冠側冠現象減少，提高了群落整體生長勢。

表1 香樟林改造對群落結構的影響

4.2 更新苗

通過對抽稀改造群落與對照群落各5個1 m2小樣方的調查比較，從表2可見，抽稀改造后的香樟群落更新苗明顯增加，更新苗平均密度為25株/m2，植株高度主要分布在10～15 cm和15～20 cm；而未抽稀群落林下更新苗數量少，更新苗密度僅3.5株/m2，而且植株高度也比改造的群落低，生長勢弱。

表2 群落改造對香樟更新苗的影響 株/m2

4.3 草本植物多樣性

草本植物多樣性與群落喬木密度關系密切[9]，香樟群落抽稀改造后，明顯改善了香樟群落過分郁閉狀況，增強了群落透光性，為草本植物的發育創造適宜生境。從表3可見，相比未改造香樟群落，改造后的群落樣方草本植物豐富度Patrick指數增加了4種，Shannon-Wiener多樣性指數增加，Pielou均勻度提高。通過抽稀調整，基本改變了冠層過分密植香樟林的林下草本植物 “禿斑”現象明顯，草本植物多樣性增加，分布也比較均勻。

表3 香樟群落改造對草本植物多樣性比較

5 結論與討論

森林群落結構往往決定森林的健康穩定，更是森林功能發揮的基礎。針對城市人工林普遍存在種類單一、密度大、生長勢弱等現象，本文借鑒結構化森林經營理論，提出基于樹冠連續覆蓋的群落調整方法，合理協調森林群落結構調整與景觀外貌延續的關系，在不明顯改變或影響群落景觀特色的前提下，對群落空間進行調整改造，提高群落自我更新和維持能力，增強群落的穩定性和抗逆性，培育健康高效的森林。

通過對香樟人工純林的調整改造實踐，保留目標樹和移去影響目標樹持續生長發育的植株，將香樟群落空間從均勻分布轉變為比較隨機的分布格局，林分郁閉度降到0.7以下，結果發現林分內部的光照情況得到明顯改善，香樟的生長勢明顯提高，更新苗數量增加，草本植物多樣性增加，群落結構更加豐富。

當然，綠地群落是一個有序而漸進的系統發育和功能完善過程[10]，合理的群落結構需要從種植設計、栽植方式與養護管理等方面進行全過程調控，從綠地設計與營造的源頭著手，改變簡單便利化的純林營造手法，采取多物種及多層次混交的自然式栽植。同時，以種間關系協調、群落穩定為目標，探討群落結構優化途徑與方法。在保持林冠連續的基礎上，逐步降低平均徑階范圍的林木株數比例，保留冠型完整、生長良好的植株，優先淘汰生長不良的受壓木，確保保留木處于優勢地位或不受到遮蓋、擠壓等競爭脅迫。盡可能獲得良好營養空間，促進林下自然更新。適當補植優良樹種，尤其是鄉土樹種，增加群落組成物種混交比例和垂直結構，逐步形成健康、穩定、高效的多樣化群落結構。