海島森林健康狀況評價及影響因子分析

王興周，石愛健，周 瑤，朱春雷

（1.山東長島國家級自然保護區，山東 煙臺265800； 2.長島綜合試驗區北長山鄉政府，山東 煙臺265800）

選擇長島南長山島為研究區，以現場調查取樣為基礎，分析其森林健康狀況及其空間分布特征，探討反映森林健康狀況影響因子，旨在為我國海島人工林生態系統經營和管理提供科學依據，以便最大限度地發揮森林生態效能，有效維護生物多樣性、維持區域生態平衡。

1 數據來源與處理

1.1 數據來源

2021年8—9月，以均勻分布為原則，在南長山島有林地內布設25 m×25 m 樣地20 個，用GPS 測量各樣地經緯度；記錄樣地內胸徑≥3 cm 活立木和枯立木種類、胸徑、樹高等，調查樣地海拔、坡度、坡向、坡位等生境因子（表1）。

表1 樣地調查記錄表

1.2 數據處理與分析

統計樣地樹木種類、株數等，標注活樹、死樹。 根據各樣地樹木種類和數量判斷群落類型，當某一樹種株數占樣地總株數70 %以上，則定為純林群落；當任一樹種株數均未達到樣地總株數70 %，則定為混交群落。因樹木根樁僅有基徑，依據已知根徑和胸徑數據，建立胸徑-根徑回歸方程，補全胸徑信息（表2）。

表2 樹木生長信息回歸方程

根據樹木死亡率，評估森林健康狀況（＜10 %，良好；10 %～20 %，一般；20 %～30 %，較差；＞30 %，極差）。

將林分密度劃分為60～80 株/樣地、80～100 株/樣地、100～120 株/樣地和120 株/樣地以上4 個區間，分析不同林分密度區間樹木死亡率變化。 將胸徑劃分為3—5 cm、5—10 cm、10—15 cm、15—20 cm 和20 cm 以上5 個區間，分析胸徑—死亡率關系，探討不同樹種在不同胸徑區間內死亡率變化特征。 采用相關分析法，探討海拔、坡度和坡向與死亡率關系，采用單因素方差法分析不同坡位死亡率差異和特征。

2 森林健康狀況

共調查樹木2047 株：黑松1317 株，刺槐698 株，麻櫟等其他樹種32 株；樹木總死亡率22.72 %，其中：黑松死亡率26.20 %，刺槐死亡率17.05 %，其它樹種死亡率3.13 %。 黑松健康狀況為“較差”、刺槐健康狀況為“一般”，其它樹種為“良好”，所有樹木健康狀況為“較差”（表3）。

表3 不同樹種數量及健康狀況

20 個樣地中有黑松林樣地9 個、刺槐林樣地6 個、混交林樣地5 個。最大林分密度137 株/樣地，最小林分密度63 株/樣地，平均102.3 株/樣地；由大到小依次為混交林（129 株/樣地）、黑松林（103.8 株/樣地）和刺槐林（77.5 株/樣地）。 各樣地樹木死亡率最大值33.63 %， 最小值11.36 %，平均值22.16 %，由大到小依次為黑松林（33.8 %）、混交林（32.0 %）和刺槐林（25.6 %）。 同時， 森林健康狀況顯示：30%樣地“一般”，65 %樣地“較差”，5 %樣地“極差”狀態；黑松林、混交林總體健康狀況處于“較差”狀態，刺槐林“一般”（表4）。

表4 各樣地樹木死亡率及森林健康狀況

3 森林健康狀況影響因子

3.1 生物因子

3.1.1 林分密度

隨著林分密度增大，樹木死亡率呈現出波動增長趨勢。 就健康狀況而言，60～80 株/樣地和80～100 株/樣地為“一般”，其余區間為“較差”（表5）。

表5 不同林分密度區間死亡率及健康狀況

3.1.2 胸徑

黑松死亡率隨著胸徑增大總體呈上升趨勢，刺槐則相反。 黑松在胸徑3—5 cm、5—10 cm 區間健康狀況為“一般”，其它為“較差”；刺槐在胸徑3—5 cm、5—10 cm 區間健康狀況為“較差”，其它為“一般”（表6）。

表6 不同胸徑范圍死亡率及健康狀況

3.2 生境因子

死亡率與海拔、坡向相關關系不明顯，但與坡度呈顯著正相關（表7）。

表7 地形因子與樹木死亡率相關分析結果

3.3 影響因子探討

樹木死亡原因多種多樣，即有內因，也有氣候、環境、立地條件等外因，對南長山島樹木而言， 海島生態脆弱性是影響樹木死亡的主要原因，淡水匱乏，土壤貧瘠，保水能力差，樹木生長環境惡劣，干旱、海風、海霧等自然災害頻繁發生， 這些因素會導致樹木死亡率增加。 現有黑松、刺槐多為上世紀五六十年代人工栽植，林齡老化，樹種單一，林分結構不合理，混交林、復層林少，生長態勢差，林分質量偏低，上世紀九十年代南長山島發生松材線蟲病，這即與樹木整體抗病能力下降有關，也與海島生態脆弱性相關，一般而言，松材線蟲生長繁殖最適宜溫度為25℃， 在年平均氣溫＞14℃的地區松材線蟲病害普遍發生，年平均氣溫在10～12℃地區能夠侵染寄主但不造成危害（宋玉雙和臧秀強，1989）；長島年平均氣溫約為11.9℃，理論上處于松材線蟲能夠發生但不致明顯危害區域，但卻成為山東乃至我國北方松材線蟲病首個疫區，這是由于在脆弱的海島生態系統中，病蟲害的產生和傳播更為容易和廣泛。 加之，近幾年長島持續干旱少雨，又有倒春寒，進一步惡化樹木生長環境，增加樹木死亡率，僅2021年就清理病死樹19 萬余株。 總體而言，脆弱的海島生態系統是影響南長山島人工林健康狀況的根本因素，病蟲害和干旱是導致黑松和刺槐死亡的主要誘因。