冀北山地油松、落葉松混交林空間結(jié)構(gòu)特征研究

張曉峰

摘要：為探究冀北山地油松、落葉松混交林的空間結(jié)構(gòu)究，以木蘭圍場(chǎng)油松、華北落葉松為研究對(duì)象，通過(guò)計(jì)算林分角尺度、大小比和混交度三個(gè)空間結(jié)構(gòu)指數(shù)對(duì)林分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：油松和華北落葉松平均角尺度均在0.5左右，屬于隨機(jī)分布，不需要利用采伐撫育進(jìn)行人工調(diào)節(jié);大小比數(shù)均處于0.48～0.49之間，林木均為中庸木，并且林分的分化程度不明顯;油松的平均混交度為0.55，呈中度混交，華北落葉松的平均混交度為0.66，呈強(qiáng)度混交。

關(guān)鍵詞：冀北山地 落葉松 混交林 空間結(jié)構(gòu)

Abstract：In order to explore the spatial structure of the mixed forests of Pinus tabulaeformis and Larix olgensis in the mountainous areas of northern Hebei， the research objects of Pinus tabulaeformis and Larix principis-rupprechtii were studied， and the three spatial structure indexes of stand angle scale， size ratio and mixed degree were calculated for the stand. The results show that the average angular scale of Pinus tabulaeformis and Larix principis-rupprechtii is about 0.5， which is a random distribution and does not need to be manually adjusted by cutting and tending; the size ratios are both between 0.48 and 0.49， and the trees are all moderate The average degree of mixing of Pinus tabulaeformis is 0.55， showing a moderate degree of mixing， and the average degree of mixing of Larix principis-rupprechtii is 0.66， showing a strong mixing.

Key words：Northern Hebei Province; Larix principis-rupprechtii;Mixed Forest;Spatial Structure

林分結(jié)構(gòu)是林分隨著時(shí)間梯度和空間變化而產(chǎn)生的不同分布情況的呈現(xiàn)，不同林分其分布格局與功能屬性不盡相同，而林分的空間結(jié)構(gòu)充分表現(xiàn)了林分內(nèi)部組成的不同排列方式。合理的林分空間結(jié)構(gòu)是森林經(jīng)營(yíng)管理的參照標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向，林分的空間結(jié)構(gòu)決定著林木的生長(zhǎng)趨勢(shì)，從而決定著林分的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也是關(guān)乎生態(tài)系統(tǒng)平衡的一項(xiàng)重要因素[1-3]。本文選取了角尺度、大小比數(shù)和混角度三個(gè)常用的評(píng)價(jià)林分空間結(jié)構(gòu)的參數(shù)，以木蘭圍場(chǎng)油松、華北落葉松混交林為研究對(duì)象，對(duì)其空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，為該地區(qū)的林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)。

1、研究區(qū)概況

木蘭圍場(chǎng)地處河北省東北部，位于陰山山脈與大興安嶺山脈余脈的交匯處，是連接壩上高原和冀北山地的丘陵山地地帶，地理坐標(biāo)北緯41°47'—42°06'N，東經(jīng)116°51'—117°45'E，海拔高750-1829m，該區(qū)屬大陸性季風(fēng)型氣候區(qū)，年平均氣溫-1.4～4.7 ℃，極端最高氣溫38.9 ℃，極端最低氣溫-42.9 ℃，≥0 ℃的年積溫2180 ℃，無(wú)霜期67～128 d。年均降水量380～560 mm，主要集中在6-8月。圍場(chǎng)縣主要包括棕壤、褐土、風(fēng)砂土、草甸土、沼澤土、灰色森林土、黑土等7個(gè)土類，共15個(gè)亞類，66個(gè)土屬，143個(gè)土種。樹種主要 以華北落葉 松林 （Larixprincipisrupprechtii Mayr）、 油松 （Pinus tabulaeformisCarr）、 云 杉 （Picea asperata Mast）、 白 樺 （Betulaplatyphylla Suk.）、山楊 （Populus davidiana Dode）、 蒙古櫟Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）等為主。活立木的蓄積總量和森林覆蓋率達(dá)到 284104 m3、88 %，年采伐蓄積5000m3左右[4-5]。

2、研究方法

2.1樣地調(diào)查及布設(shè)

通過(guò)前期外業(yè)調(diào)查，在北溝林場(chǎng)東溝作業(yè)區(qū)選取油松、華北落葉松混交林為研究對(duì)象，設(shè)置2塊標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地的選擇要立地條件和林分因子基本一致，面積為60m×60m，在固定的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)劃分20m×20m的小樣方，調(diào)查樣方內(nèi)的樹種組成，測(cè)量并記錄樣方內(nèi)每一棵樹的樹高、胸徑、枝下高、林冠冠幅等因子（每木檢尺）。

2.2空間結(jié)構(gòu)指數(shù)[6-8]

（1）角尺度（Wi）：是指所測(cè)的角α小于標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)角α0的數(shù)目占所有被調(diào)查的林木的比例。表達(dá)式為： Wij=

其中：Zij=

角尺度數(shù)值越高代表林分結(jié)構(gòu)越不均勻。

（2）大小比數(shù)（Ui）：被測(cè)樹種與參照樹種相比，比參照樹種大的株數(shù)占總的被測(cè)樹的比例。表達(dá)式為：Ui=

其中：Kij=

大小比數(shù)量值越高，說(shuō)明參照樹的生長(zhǎng)越處于略勢(shì)地位。

（3）混交度（Mi）：混角度指4株相鄰林木與參照樹種不同種類所占比例，表達(dá)式為：Mi= ?，Vij=

混角度體現(xiàn)了一棵樹與周圍樹木是否同種或者不同種的一種概率。

3、結(jié)果與分析

3.1林分角尺度

林分的角尺度統(tǒng)計(jì)信息如表1所示。

分析表1數(shù)據(jù)可以看出，樣地1 中油松的平均角尺度為0.5167，華北落葉松平均角尺度為0.4959，兩種樹種在角尺度為0.5的范圍內(nèi)頻數(shù)分布均占多數(shù)，角尺度在0到1的范圍內(nèi)分布符合正太分布趨勢(shì)，因此樣地1中油松和華北落葉松屬于隨機(jī)分布;樣地2中華北落葉松平均角尺度為0.4856，而油松的平均角尺度為0.5333，數(shù)值略高，但兩樹種角尺度在0到1范圍內(nèi)頻數(shù)分布均符合正太趨勢(shì)，比較均勻，因此也屬于隨機(jī)分布。

3.2林分大小比數(shù)

林分的大小比數(shù)統(tǒng)計(jì)信息如表2所示。

分析表2數(shù)據(jù)可以看出，在兩個(gè)樣地中，油松、華北落葉松的平均大小比數(shù)均在0.48～0.49之間。所測(cè)林木在大小比數(shù)0到1的范圍內(nèi)頻數(shù)分布差異不大，均在20%左右，說(shuō)明所測(cè)林分的分化程度比較均勻，沒(méi)有明顯促進(jìn)和壓制生長(zhǎng)現(xiàn)象。

3.3林分混交度

林分的混交度統(tǒng)計(jì)信息如表3所示。

分析表3數(shù)據(jù)可以看出，樣地1中油松的平均混交度為0.5369，混交度為0.5的頻數(shù)分布為35.72%，所占比例最大，混交度為0.75的頻數(shù)分布為27.15%，所占比例僅次于前者;樣地2中油松的平均混交度為0.5679，混交度為0.75的頻數(shù)分布為31.93%，所占比例最大，混交度為0.5的頻數(shù)分布為27.16%，所占比例次之，因此所測(cè)樣地中油松均屬于中度混交; 樣地1 中華北落葉松平均混交度為0.6456，混交度為0.5和0.75的頻數(shù)分布分別為40.52%和28.35%;樣地2 中華北落葉松平均混交度為0.681，混交度為0.5和0.75的頻數(shù)分布分別為25.38%和47.01%，混交度為0.75的頻數(shù)占比最大，混交度為0的情況不存在，因此在所測(cè)樣地中，華北落葉松屬于強(qiáng)度混交。

4、結(jié)論與討論

合理的林分空間結(jié)構(gòu)有助于林分整體的生長(zhǎng)發(fā)育和總體發(fā)展方向，本文利用角尺度，大小比和混交度三個(gè)常見(jiàn)的空間結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)木蘭圍場(chǎng)油松、華北落葉松混交林進(jìn)行分析研究，用以指導(dǎo)該地區(qū)林業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，為實(shí)際操作提供了理論基礎(chǔ)。通過(guò)分析比較得出以下結(jié)論：

油松和華北落葉松平均角尺度均在0.5左右，屬于隨機(jī)分布，不需要利用采伐撫育進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。這種現(xiàn)象可能是由于林木間的自然稀疏對(duì)林分起到了一定的調(diào)節(jié)作用，使林分的空間結(jié)構(gòu)逐漸符合隨機(jī)分布的定律;

油松、華北落葉松的大小比數(shù)均處于0.48～0.49之間，林木均為中庸木，并且林分的分化程度不明顯。這種現(xiàn)象可能是由于混交樹種不同以及比例的差異，使林木間的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)并沒(méi)有明顯的促進(jìn)和抑制作用，可以對(duì)混交樹種進(jìn)行調(diào)整或者適當(dāng)調(diào)節(jié)混交樹種的比例以便培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)木。

油松的平均混交度為0.55，呈中度混交，華北落葉松的平均混交度為0.66，呈強(qiáng)度混交。

介于條件限制，本文只對(duì)油松、華北落葉松混交林的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹與分析，并未對(duì)其進(jìn)行更深一步的研究，不同的空間結(jié)構(gòu)下林分的實(shí)際生長(zhǎng)情況有所差異，林分的實(shí)際生長(zhǎng)情況能夠更加直觀的反應(yīng)林空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，這一點(diǎn)在文章中并未涉及，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

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