長白山區天然柞樹種群空間結構特征

劉小溪

（吉林亞泰環境工程有限公司，吉林 長春 130022）

林木種群結構是種群內林木個體的空間分布格局及其屬性的聯系，對生境與物種多樣性具有決定性，并在一定程度上影響著森林生態系統服務的質量[1-3]。近年來越來越多的學者對主要建群樹種的種群結構特征進行了分析。吳二煥等研究發現海南蘇鐵種群內幼樹、中樹居多，但大樹少，幼苗最少，更新力不強，種群結構表現為穩定型[4]。陳科屹等研究表明長白山北坡天然次生林臭冷杉和紅松種群的自然更新較好，增長潛力較大；魚鱗云杉和蒙古櫟種群的自然更新不足，群落存在偏離穩定狀態的風險[5]。拓鋒等研究表明祁連山大野口流域青海云杉種群為穩定增長型種群，只要未來不遭受強烈干擾，種群數量會保持逐漸增長[6]。柞樹是吉林省中東部天然次生林的主要建群樹種，了解柞樹種群林分結構特征，對維持種群內生物多樣性的穩定，促進森林生態系統健康發展是至關重要的[7]。本文對長白山森工集團大石頭林業局天然柞樹種群林分空間結構進行了分析，對掌握該地區柞樹種群林分空間結構多元分布具有重要作用，為在進行森林可持續經營過程中能提出更精確、更全面的經營方案提供參考。

表1 柞樹種群樣地林分因子Tab.1 Stand factors of Quercus mongolica Fisch population

一、研究地概況

大石頭林業局隸屬長白山森工集團，位于長白山北麓，延邊朝鮮族自治州西部。屬大陸性季風氣候，由南向北氣溫逐步升高，降水逐步減少。年平均氣溫為2.2℃，年平均降水量南部為629.1mm。森林植被類型豐富，主要闊葉樹種有柞樹、紫椴、色木槭、榆樹、白樺、水曲柳、黃檗、胡桃楸，主要針葉樹種有紅松、云杉、落葉松和樟子松。

二、研究方法

（一）數據來源

數據來源于2014 年大石頭林業局森林資源調查復位樣地數據庫，篩選天然柞樹集中分布樣地數據，共計24 個。其中林分類型分別為闊葉混交林樣地10 個，柞樹純林樣地12 個，針闊混交林樣地2 個。篩選的數據庫包括樣地號、樹種、胸徑、樹高、公頃蓄積和公頃株數等字段。

（二）林分結構劃分

徑級結構：以5.0-6.9cm為6cm徑級、7.0-8.9cm為8cm徑級、9-10.9cm為10cm 徑級，以此類推，其中大于31cm 均為32cm 徑級。

高度級：分為5m 以下高度級，以5.0-6.9m 為6m 高度級、7.0-8.9m為8m 高度級、9-10.9m 為10m 高度級，以此類推，其中大于20.9m 均為20m 以上高度級。

（三）統計方法

利用Excel 軟件和SAS9.1 軟件對數據進行整理和t 值檢驗。

三、結果與分析

（一）樣地林分因子

對柞樹種群3 種林分類型的樣地林分因子進行調查，可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個體較小。其中平均胸徑分別為15.0cm、14.2cm 和12.3cm；平均樹高分別為12.1m、12.2m 和11.0m。3 種林分類型的樣地內林分密度較大，公頃株數平均值分別為1179 株、1298 株和1007 株。

（二）種群徑級結構

對3 種林分類型柞樹種群各徑級林木個體數量進行整理（圖1），可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個體數量總體上均隨著徑級增加而逐漸減少，呈倒“J”型分布，屬于典型的增長型群落。針闊混交林和柞樹純林中林木個體數量在22-24cm 徑級均出現二次“小高峰”，說明這兩個林分類型中柞樹種群相對穩定。

進一步將6-14cm 徑級整合為幼樹、16-24cm 徑級整合為中齡樹、26cm 徑級以上整合為成齡樹（表2）。可以看出3 種林分類型中幼樹數量比例均大于中齡樹和成齡樹，其中針闊混交林的幼樹數量比例最大為71.1%，且與其他兩種林分類型幼樹數量比例均達到顯著差異；柞樹純林中齡樹比例最大為25.7%，與針闊混交林中齡樹數量比例達到顯著差異；闊葉混交林成齡樹數量比例最大為14.3，與針闊混交林成齡樹數量比例達到顯著差異。主要由于闊葉混交林中大徑級散生木數量較多，對成齡樹數量比例影響較大；而針闊混交林中高大的針葉樹冠對冠下幼樹生長影響較大。

表2 柞樹種群徑級個體數量整合表Tab.2 Integration table of diameter class individuals of Quercus mongolica Fisch population

（三）種群冠層結構

對3 種林分類型柞樹種群各高度級林木個體數量進行整理（圖2），可以看出闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中林木個體多出現在6m、8m 和20m 以上三個高度級上。柞樹種群中林冠下新生下層和上層林木個體數量較多，中層林木個體數量較少，是典型單層林分特征。

進一步將8m 以下高度級整合為下層、10-16m 高度級整合為中層、18m 高度級以上整合為上層（表3）?？梢钥闯? 種林分類型中下層林木數量比例均大于中層和上層，說明柞樹種群冠下天然更新能力較強。其中針闊混交林的下層林木數量比例最大為52.1%，且與其他兩種林分類型下層林木數量比例均達到顯著差異；柞樹純林中層林木數量比例最大為35.8%，與針闊混交林中層林木數量比例達到顯著差異；闊葉混交林上層數量比例最大為28.4%，與其他兩種林分類型上層林木數量比例差異均不顯著。

表3 柞樹種群高度級個體數量整合表Tab.3 Integration table of high level individuals of Quercus mongolica Fisch population

四、結論

闊葉混交林、柞樹純林和針闊混交林中柞樹種群林木個體較小，平均胸徑最大為15.0cm，平均樹高最大為12.2m；林分密度較大，最大公頃株數平均值可達1298。3 種林分類型柞樹種群林木個體數量總體上均呈倒“J”型分布，屬于典型的增長型群落，幼樹數量比例均大于中齡樹和成齡樹。其中針闊混交林的幼樹數量比例最大為71.1%，柞樹純林中齡樹比例最大為25.7%，闊葉混交林成齡樹數量比例最大為14.3。3 種林分類型柞樹種群各高度級林木個體多出現在6m、8m 和20m 以上三個高度級上，下層林木數量比例均大于中層和上層。其中針闊混交林的下層林木數量比例最大為52.1%，柞樹純林中層林木數量比例最大為35.8%，闊葉混交林上層數量比例最大為28.4%。