小興安嶺混交林樹種組成研究

李亞洲 孫 楠 肖 銳 吳 瑤

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081)

樹種組成是在林業(yè)生產(chǎn)和科研過程中比較容易調(diào)查并能夠有效描述林分樹種結(jié)構(gòu)的指標(biāo)之一，同時，合理的樹種組成對保持穩(wěn)定健康的森林生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義［1，2］。小興安嶺的闊葉混交林是原始林經(jīng)過擇伐后形成的，因采用高強(qiáng)度的采伐使林分失去了主林層的遮蔽，林分的生境發(fā)生了變化，同時也導(dǎo)致林分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的改變。通過對其樹種組成進(jìn)行研究對了解小興安嶺闊葉混交林的林分結(jié)構(gòu)，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和穩(wěn)定發(fā)展具有重要的基礎(chǔ)作用［3］。

1 研究方法

1．1 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于2012年在黑龍江省興隆林業(yè)局民主經(jīng)營所設(shè)置的天然闊葉混交林固定標(biāo)準(zhǔn)地，根據(jù)地形和主要林分類型的不同，共建立了固定標(biāo)準(zhǔn)地26 塊。標(biāo)準(zhǔn)地規(guī)格30m×30m，每塊標(biāo)準(zhǔn)地詳細(xì)記載林分因子、土壤因子和立地因子，測量每株喬木樹種(包括幼樹、幼苗)的樹高、胸徑。

1．2 研究方法

本文采用樹種組成系數(shù)、樹種組成指數(shù)和樹種豐富度三個指標(biāo)對闊葉混交林的樹種組成進(jìn)行研究。

樹種組成系數(shù):為了說明林分組成，采用組成式來表示混交林樹種構(gòu)成，樹種組成系數(shù)用十分法表示，用以表述組成林分的各樹種的材積在林分總蓄積量中所占的比重。由一個樹種組成的林分稱純林，由兩個或兩個以上樹種組成的林分稱混交林。在混交林中，由樹種名稱及各樹種在林層中所占的成數(shù)構(gòu)成。林分中占有最大比重的樹種為優(yōu)勢樹種。

樹種組成指數(shù):本文使用查表法計(jì)算樹種組成指數(shù)［4］。

樹種豐富度:樹種豐富度采用Margalet 指數(shù)，用以反映天然闊葉混交林樹種的豐富程度:

R=(S－1)/log2N

式中:S——樹種數(shù);N——樹種個體總數(shù)［5］。

2 結(jié)果與分析

2．1 樹種組成分析

由闊葉混交林樹種組成及林分因子對比(表1)可以看出，研究區(qū)域內(nèi)闊葉混交林優(yōu)勢樹種主要以柞樹和椴樹為主，其他樹種中山榆、色木較多，三大硬闊、白樺和山楊較少。

表1 闊葉混交林樹種組成及林分因子對比表

續(xù)表

從表1 中可以看出，在測樹指標(biāo)上混交林的上層大徑木被強(qiáng)度采伐，林分平均胸徑只有13．0—25．7cm，平均胸徑偏低。在林分密度上，由于破壞程度不同呈現(xiàn)疏密不均的狀態(tài)。15、17、21 號標(biāo)地由于采伐強(qiáng)度過大使林分密度過小，只有500—544 株/hm2，公頃蓄積也明顯偏低。1、4、5、6、8、9、11、12、16、18、22、23、26 號標(biāo)準(zhǔn)地則是由于上層林冠的疏開，林內(nèi)下層樹種更新加快及次生樹種侵入，使林分密度上升，達(dá)到1 033—1 189株/hm2。其中5 號地由于大徑木采伐強(qiáng)度較大，更新樹種較多但徑階偏小，平均胸徑是樣地中最低的，只有13．0cm，所以雖然密度較大，但公頃蓄積量只有101．38 m3/hm2;18 號地則相反，大徑木采伐強(qiáng)度較低，平均胸徑達(dá)到22．5cm，由于大徑木林冠的遮蔽，林下更新緩慢，且更新多為幼樹，柞樹在該區(qū)域內(nèi)占絕對優(yōu)勢，致使該樣地蓄積達(dá)到了325．63m3/hm2。

2．2 樹種組成指數(shù)與豐富度

在評價區(qū)域樹種組成情況中，多采用樹種組成式的方式，但這種單一方式難以定量地進(jìn)行比較，結(jié)合樹種組成指數(shù)可以彌補(bǔ)這一缺陷，同時引入樹種豐富度，更加利于比較和評價(見表2)。

表2 闊葉混交林樹種組成指數(shù)與豐富度對比表

在樹種組成的指標(biāo)上，以椴樹為主要樹種的混交林標(biāo)準(zhǔn)地12 塊，占全部樣地總數(shù)的46%。其公頃蓄積量處于中等位置，最低的19 號樣地蓄積為96．05m3/hm2，樹種組成式為4椴4柞1黃1胡，該樣地幼齡林木占比較高，達(dá)到60%以上;樹種組成指數(shù)為0．518 4，豐富度為0．778 1，雖然其蓄積量不大，但樹種豐富度較高，結(jié)構(gòu)較合理，密度也達(dá)到了956株/hm2，具備通過規(guī)范的經(jīng)營撫育改造為林分結(jié)構(gòu)更加合理的闊葉混交林的潛力。

通過對全部26 塊樣地的蓄積量進(jìn)行分析，蓄積量較小的3 塊樣地(7、17、21)區(qū)域，其分別為水胡黃為優(yōu)勢樹種的林地，具有樹種豐富度高、樹種組成指數(shù)高、林分密度低的特點(diǎn)。結(jié)合這幾塊樣地的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其優(yōu)勢樹種在樣地內(nèi)數(shù)量占比較少，但徑階較大，將其作為目的樹種培育的可行性不大，應(yīng)盡量選取林地內(nèi)其他優(yōu)質(zhì)樹種作為目的樹種著重培養(yǎng)，加之合理的經(jīng)營撫育，仍有恢復(fù)為合理結(jié)構(gòu)的闊葉混交林的可能性。

3 結(jié)論與討論

上層木的大強(qiáng)度采伐使過伐林的林冠疏開，使一些陽性的喬木、灌木和草本植物侵入，但對林分的多樣性指數(shù)沒有顯著的影響，說明過伐林生態(tài)系統(tǒng)還沒有發(fā)生質(zhì)的變化。由于林分的上層大徑木被大強(qiáng)度采伐，使林分平均胸徑下降。從樹種組成上來看，混交林中椴樹逐漸失去了群種的主導(dǎo)地位，在椴樹株數(shù)過低的混交林中椴樹已經(jīng)降到伴生樹種的水平。

樹種組成分布較為合理的闊葉混交林，如果不再繼續(xù)遭受破壞，通過天然更新就可以使其逐漸恢復(fù);對于樹種組成結(jié)構(gòu)較差的林地，通過人工引入針葉樹種和合理的經(jīng)營撫育，也可恢復(fù)為理想異齡復(fù)層針闊混交林，充分發(fā)揮森林的多種生態(tài)功能，形成多樣化的森林景觀。

［1］程瑞春．林分蓄積量和樹種組成計(jì)算方法比較［J］．林業(yè)資源管理，2014，(3) :163—166．

［2］董靈波，劉兆剛，李鳳日，蔣蕾．大興安嶺主要森林類型林分空間結(jié)構(gòu)及最優(yōu)樹種組成［J］．林業(yè)科學(xué)研究，2014，27(6) :734—738．

［3］張士增，李濱勝，曹禹田．天然落葉松林樹種組成的優(yōu)化［J］．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，(1) :66—67．

［4］湯孟平，唐守正，李希菲，李照虎．樹種組成指數(shù)及其應(yīng)用［J］．林業(yè)資源管理，2003，(2) :33—36．

［5］孫楠，李亞洲，張怡春．笑山林場天然闊葉混交林資源現(xiàn)狀［J］．林業(yè)科技，2010，(6) :20—23．