福建將樂林場(chǎng)栲類次生林更新層天然更新特征

杜 燕，羅 梅，孟 偉

(1.貴州省清鎮(zhèn)市生態(tài)文明建設(shè)局，貴州 清鎮(zhèn) 551400； 2.北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083； 3.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州 貴陽 550000)

福建將樂林場(chǎng)栲類次生林更新層天然更新特征

杜 燕1，羅 梅2，孟 偉3

(1.貴州省清鎮(zhèn)市生態(tài)文明建設(shè)局，貴州 清鎮(zhèn) 551400； 2.北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083； 3.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州 貴陽 550000)

在福建將樂林場(chǎng)，采用標(biāo)準(zhǔn)樣地法調(diào)查栲類次生林標(biāo)準(zhǔn)地(P1～P10號(hào)樣地)天然更新數(shù)據(jù)，采用熵值法從分布狀況、生長(zhǎng)狀況方面構(gòu)建栲類次生林更新的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究栲類次生林林分更新狀況及栲類樹種苗木更新狀況。結(jié)果表明：各標(biāo)準(zhǔn)地林分更新層更新綜合值大小排序?yàn)镻10(0.732)>P1(0.714)>P3(0.678)>P8(0.638)>P4(0.614)>P5(0.564)>P2(0.557)>P7(0.556)>P6(0.541)>P9(0.474)；栲類樹種幼苗更新綜合值排序?yàn)镻3(0.904)>P8(0.854)>P2(0.799)>P7(0.782)>P6(0.725)>P10(0.697)>P5(0.669)>P9(0.650)>P4(0.497)>P1(0.411)。綜合分析，栲類幼苗的更新綜合值最大的為P3標(biāo)準(zhǔn)地，而在更新層的總體水平中處于中上水平，若加強(qiáng)輔助經(jīng)營管護(hù)措施，最有可能形成較為穩(wěn)定的栲類次生林群落。

栲類次生林；天然更新；熵值法；更新綜合值

天然更新是森林生態(tài)系統(tǒng)自我繁衍和恢復(fù)的手段，是森林健康發(fā)展中重要和復(fù)雜的生態(tài)學(xué)過程[1]，同時(shí)也是森林群落動(dòng)態(tài)的重要組成部分[2-3]。天然更新是生態(tài)恢復(fù)與重建的重要途徑之一，也是維持森林動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[4]。

我國南方地區(qū)廣泛分布著常綠闊葉林[5]，是當(dāng)?shù)氐牡貛皂敿?jí)群落。常綠闊葉林的生物多樣性復(fù)雜，在涵養(yǎng)水源功能、保持水土、維護(hù)生態(tài)穩(wěn)定、改善土壤肥力狀況、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候等方面發(fā)揮著積極的生態(tài)效益[6-8]。由于不合理采伐、樵采、墾殖等，南方大部分常綠闊葉林資源退化嚴(yán)重，林分結(jié)構(gòu)遭到破壞，生態(tài)環(huán)境問題日益突出[9]。

福建將樂國有林場(chǎng)的常綠闊葉林，自20世紀(jì)50年代被大面積采伐，遭受了嚴(yán)重的人為干擾，有的林分發(fā)生逆行演替，退化為次生林甚至灌叢。皆伐后自然恢復(fù)的常綠闊葉林，形成了以栲類樹種為優(yōu)勢(shì)種群的栲類次生林。栲類次生林作為將樂國有林場(chǎng)重要的林分類型之一，對(duì)該地區(qū)常綠闊葉林的恢復(fù)和重建有著重要作用。有關(guān)該林場(chǎng)的栲類次生林，近年學(xué)者們做了一些相關(guān)研究。杜燕等[10-11]從喬木層生物多樣性及空間結(jié)構(gòu)的角度，研究了不同干擾類型栲類次生林林分結(jié)構(gòu)特征；趙娜等[12-13]分析了現(xiàn)有栲類次生林的樹種組成、年齡結(jié)構(gòu)、直徑結(jié)構(gòu)、蓄積結(jié)構(gòu)以及林分的垂直結(jié)構(gòu)、空間指數(shù)等，并據(jù)此提出林分目標(biāo)結(jié)構(gòu)與主要調(diào)整措施；周君璞等[14-15]構(gòu)建基于栲類次生林主導(dǎo)功能類型的健康評(píng)價(jià)體系，并對(duì)將樂林場(chǎng)的栲類次生林進(jìn)行健康評(píng)價(jià)。本地區(qū)栲類次生林恢復(fù)50多年，但仍然存在更新困難的問題[16-17]。現(xiàn)有的研究較少從栲類次生林的更新角度進(jìn)行研究，基于天然更新對(duì)栲類次生林群落演替發(fā)展的重要作用，本研究選取將樂國有林場(chǎng)具有典型代表性的栲類次生林10塊標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行更新調(diào)查，分析栲類次生林的更新綜合狀況。旨在通過研究栲類次生林的天然更新現(xiàn)狀，為該地區(qū)栲類次生林及常綠闊葉林的健康經(jīng)營和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

福建省將樂國有林場(chǎng)地處武夷山脈東南麓的金溪河畔，為閩西北低丘陵地帶，海拔140～1203 m。年均氣溫18.7 ℃，年均降水量1669 mm，年無霜日287 d。林場(chǎng)總面積6830.9 hm2，森林總蓄積量1143000 m3，森林覆蓋率93.76%。有林地面積6509.7 hm2，其中闊葉林占13.09%。常綠闊葉次生林的主要樹種為栲樹(Castanopsisfargesii)、木荷(Schimasuperba)、苦櫧(Castanopissclerophylla)、甜櫧(Castanopsiseyrei)、米櫧(Castanopsiscarlesii)、青岡櫟(Cyclobalanopsischungii)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris(Roxb.)Burtt et Hill.)、擬赤楊(Alniphyllumfortunei)、杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)等。

2 研究方法

利用樣地調(diào)查法、定量結(jié)合定性分析的研究方法，評(píng)價(jià)栲類次生林林分更新層及更新層栲類幼苗更新狀況。

2.1 調(diào)查方法

全面踏查林場(chǎng)內(nèi)的栲類次生林群落，選取10塊具有典型代表性的標(biāo)準(zhǔn)地(表1)，其中規(guī)格為20 m×30 m的9塊，40 m×30 m的1塊。將標(biāo)準(zhǔn)地分割成10 m×10 m的調(diào)查單元進(jìn)行每木檢尺，定位坐標(biāo)；記錄樹種名稱、胸徑、高度、冠幅等；在樣地的中心和四角分別設(shè)置1個(gè)5 m×5 m的小樣方，在小樣方內(nèi)調(diào)查更新幼苗幼樹(胸徑<5 cm)的樹種、苗高、地徑、蓋度、密度等。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地概況

2.2 分析方法

2.2.1 林分更新綜合值計(jì)算 本研究采用熵值法[18-21]從分布狀況、生長(zhǎng)狀況2個(gè)方面構(gòu)建栲類次生林更新的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)，選取更新苗木平均密度(株·hm-2)、總蓋度(%)、平均高(m)、平均地徑(cm)4個(gè)指標(biāo)計(jì)算更新綜合值。

表2 栲類次生林更新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.2 熵值法的計(jì)算

4)第j項(xiàng)指標(biāo)的信息效用值(gj)：gj=1-ej。

3 結(jié)果與分析

3.1 幼苗更新狀況分析

更新層苗木中，以黃瑞木、山礬、細(xì)枝柃、檵木等小喬木的更新苗木較多，且更新密度大。栲類樹種更新幼苗最多的為栲樹，其次為苦櫧，青岡、米櫧、甜櫧也有少量更新。從表3可知，與更新層總體平均水平相比較，栲類幼苗的平均密度與總蓋度所占比例均較小，即分布狀況不佳；其平均高度和平均地徑則與總體平均水平相差不大，且其中有7個(gè)樣地的栲類幼苗平均高和平均地徑大于所在林分更新層的平均高和平均地徑，說明大部分的栲類樹種的幼苗生長(zhǎng)狀況好于林分更新層的整體水平。

結(jié)合實(shí)際調(diào)查情況，從分布狀況和生長(zhǎng)狀況來看，P3標(biāo)準(zhǔn)地的栲類幼苗分布和生長(zhǎng)較為均衡。結(jié)合杜燕等[22]的研究，P3標(biāo)準(zhǔn)地可劃分為中度干擾類型，可在一定程度上說明，在栲類次生林的重建中，其幼苗平均株密度至少達(dá)到2000株·hm-2，且適量的干擾有利于苗木的更新，利于群落的正向演替。

表3 栲類樹種幼苗更新狀況

3.2 更新綜合值分析

各林分更新層的平均密度、總蓋度、平均高、平均地徑4個(gè)指標(biāo)的信息熵值、信息效用值及權(quán)重見表4。10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地栲類幼苗的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)及更新綜合值見表5。

從表5可知，更新層更新綜合值R總最大的是P10標(biāo)準(zhǔn)地，為0.732，其更新苗木平均密度和總蓋度均為10個(gè)樣地中最大，說明該林分的更新層中，各樹種的幼苗分布狀況較好；R總最小的是P9標(biāo)準(zhǔn)地，為0.474，說明該林分中各樹種幼苗的分布狀況和生長(zhǎng)狀況較弱。各林分更新層更新綜合值排序?yàn)椋篜10(0.732)>P1(0.714)>P3(0.678)>P8(0.638)>P4(0.614)>P5(0.564)>P2(0.557)>P7(0.556)>P6(0.541)>P9(0.474)。

從表6可知，單獨(dú)分析的栲類幼苗更新綜合值R栲與更新層的總體平均水平有差異，R栲最大的是P3標(biāo)準(zhǔn)地，為0.904，說明該林分中的栲類幼苗具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；R栲最小的是P1標(biāo)準(zhǔn)地，為0.411，說明該林分中的栲類幼苗競(jìng)爭(zhēng)力較差。各標(biāo)準(zhǔn)地栲類幼苗更新綜合值排序?yàn)椋篜3(0.904)>P8(0.854)>P2(0.799)>P7(0.782)>P6(0.725)>P10(0.697)>P5(0.669)>P9(0.650)>P4(0.497)>P1(0.411)。

綜合分析表5和表6可知，栲類更新層的更新綜合值與栲類幼苗的更新綜合值存在差異，在更新層的總體水平中，更新綜合值最大的為P10樣地，但P10樣地的栲類幼苗的更新綜合值在各樣地中處于中等水平，可以一定程度說明P10樣地中，其他樹種的幼苗的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)于栲類幼苗，不利于栲類次生林的重建。栲類幼苗的更新綜合值最大的為P3樣地，而P3樣地在更新層的總體水平中處于中等水平，表明如果加強(qiáng)輔助經(jīng)營措施，P3樣地林分最有可能形成較為穩(wěn)定的栲類次生林群落。

表4 栲類次生林更新參數(shù)值

表5 栲類次生林更新層更新綜合值

表6 栲類次生林栲類幼苗更新綜合值

將樂林場(chǎng)的栲類次生林雖已恢復(fù)50多年，但目前仍然存在更新困難，未形成栲類次生林的穩(wěn)定群落。從分析結(jié)果來看，調(diào)查范圍內(nèi)的栲類次生林在更新方面有優(yōu)勢(shì)較好的林分，也存在更新不穩(wěn)定的林分。因此，在今后的可持續(xù)和健康經(jīng)營中，應(yīng)該注意保護(hù)栲類幼樹幼苗，適當(dāng)進(jìn)行更新采伐及林下雜木清理等人工促進(jìn)天然更新措施，將有利于林分的順利更新，進(jìn)一步促進(jìn)群落的穩(wěn)定發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

本研究利用熵值法，構(gòu)建更新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，定量評(píng)價(jià)栲類次生林更新層的天然更新情況，以更新綜合值為定量指標(biāo)，研究林分更新層的更新情況。10個(gè)樣地林分更新層更新綜合值排序?yàn)椋篜10(0.732)>P1(0.714)>P3(0.678)>P8(0.638)>P4(0.614)>P5(0.564)>P2(0.557)>P7(0.556)>P6(0.541)>P9(0.474)。10個(gè)樣地林分栲類幼苗更新綜合值排序?yàn)椋篜3(0.904)>P8(0.854)>P2(0.799)>P7(0.782)>P6(0.725)>P10(0.697)>P5(0.669)>P9(0.650)>P4(0.497)>P1(0.411)。綜合分析，栲類幼苗的更新綜合值最大的為P3樣地，為中度干擾類型，但在更新層的總體水平中處于中上水平，若加強(qiáng)輔助經(jīng)營管護(hù)措施，P3樣地林分最有可能形成較為穩(wěn)定的栲類次生林群落。

在實(shí)際的經(jīng)營過程中，研究區(qū)域的栲類次生林仍然存在更新困難的問題，因此應(yīng)注意保護(hù)栲樹、苦櫧、青岡、甜櫧、米櫧等栲類樹種幼苗。適量采用人工干擾措施，補(bǔ)植栲類苗木，提高林分更新能力。在灌草密度較大的林分，適當(dāng)割除部分灌木及小喬木(如黃瑞木、山礬、細(xì)枝柃等)，改善林分的水熱和營養(yǎng)條件，促進(jìn)栲類幼苗的生長(zhǎng)。

本研究采用熵值法對(duì)更新評(píng)價(jià)體系中的4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，熵值法是一種客觀的賦權(quán)方法，避免了主觀隨意性，但所賦的權(quán)重與實(shí)際情況存在一定差距。如平均密度、總蓋度、平均高、平均地徑的權(quán)重分別為0.217、0.265、0.308、0.210，平均密度的權(quán)重偏小。因此，在以后的研究中，可采用主觀與客觀賦值法相結(jié)合的方法，使得指標(biāo)權(quán)重的確定更加符合實(shí)際情況；進(jìn)一步增加更新調(diào)查的樣方數(shù)，避免幼苗出現(xiàn)的隨機(jī)性，完善栲類次生林天然更新的評(píng)價(jià)。此外，研究針對(duì)的是研究區(qū)域的栲類次生林更新層的更新情況，未涉及栲類幼苗的最佳更新密度，不同齡級(jí)的栲類次生林人工促進(jìn)更新差異，以及喬木層樹種組成對(duì)更新層的影響等。在今后的研究中，還需擴(kuò)大研究范圍和細(xì)化研究?jī)?nèi)容，為栲類次生林及常綠闊葉林的持續(xù)健康經(jīng)營提供參考。

[1]馬姜明，劉世榮，史作民，等.川西亞高山暗針葉林恢復(fù)過程中岷江冷杉天然更新狀況及其影響因子[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，33(4)：646-657.

[2]徐振邦，代力民，陳吉泉.長(zhǎng)白山紅松闊葉混交林森林天然更新條件的研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21(9)：1413 -1420.

[3]彭閃江，黃忠良，彭少麟，等.植物天然更新過程中種子和幼苗死亡的影響因素[J].廣西植物，2004，24(2)：113-121.

[4]藺菲，郝占慶，葉吉.苔蘚植物對(duì)植物天然更新的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，25(4)：456-460.

[5]曹福祥，祁承經(jīng)，喻勛林，等.中國中部亞熱帶常綠闊葉林保育的重要性及其恢復(fù)重建策略[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30(11)：95-104.

[6]王建國.建德山區(qū)的常綠闊葉林生態(tài)效益分析[J].植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊，1985，9(2)：112-118.

[7]劉倫輝，劉文耀，鄭征.滇中山地主要植物群落水土保持效益比較[J].水土保持學(xué)報(bào)，1990，4(1)：36-42.

[8]劉文耀，劉倫輝，鄭征，等.滇中常綠闊葉林及云南松林水文作用的初步研究[J].植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)學(xué)報(bào)，1991，15(2)：160-165.

[9]甘靜靜.木荷次生林土壤特性與林木生長(zhǎng)關(guān)系研究[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2014.

[10]杜燕.將樂林場(chǎng)常綠闊葉林健康評(píng)價(jià)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2013.

[11]杜燕，劉東蘭，鄭小賢.不同干擾類型栲樹次生林林分結(jié)構(gòu)特征分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，42(2)：72-76.

[12]趙娜.將樂林場(chǎng)栲類次生林結(jié)構(gòu)與調(diào)整研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2014.

[13]趙娜，鄭小賢.福建將樂林場(chǎng)栲屬次生林直徑結(jié)構(gòu)的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34(2)：77-80.

[14]周君璞，鄭小賢.將樂林場(chǎng)栲類次生林物種組成與多樣性研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34(10)：70-75.

[15]周君璞.將樂林場(chǎng)栲類次生林健康評(píng)價(jià)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2014.

[16]李杰，高祥，徐光，等.福建將樂林場(chǎng)常綠闊葉林幼苗結(jié)構(gòu)分析與更新評(píng)價(jià)[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，42(5)：62-68.

[17]何中聲，劉金福，鄭世群，等.林窗對(duì)格氏栲天然林更新層物種多樣性和穩(wěn)定性的影響[J].植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2012(2)：133-140.

[18]張林英，徐頌軍.基于熵權(quán)的珠江三角洲自然保護(hù)區(qū)綜合評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31(18)：5341-5350.

[19]楊錫濤，周學(xué)紅，張偉.基于熵值法的我國野生動(dòng)物資源可持續(xù)發(fā)展研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(22)：7230-7238.

[20]曾思齊，甘靜靜，肖化順，等.木荷次生林林木更新與土壤特征的相關(guān)性[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34(15)：4242-4250.

[21]謝飛，顧繼光，林彰文.基于主成分分析和熵權(quán)的水庫生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)—以海南省萬寧水庫為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，25(6)：1773-1779.

[22]杜燕，劉東蘭，鄭小賢.不同干擾類型栲樹次生林林分結(jié)構(gòu)特征分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014(2)：72-76，80.

Natural Renewal ofCastanopsisSecondary Forest Regeneration Layer in Jiangle Forest Farm of Fujian

DU Yan1，LUO Mei2，MENG Wei3

(1.EcologicalcivilizationconstructionbureauofQingzhenCityinGuizhouprovince，Qingzhen551400，Guizhou，China； 2.BeijingForestUniversity，Beijing100083，China； 3.GuizhouInstituteofForestInventoryandPlanning，Guiyang550000，Guizhou，China)

Study on the stand regeneration and seedling renewal situation ofCastanopsissecondary forest thought the investigation data of 10 sample plot in Jiangle forest farm of Fujian.The study indicates that：the renewal comprehensive value of each stand is P10(0.732)>P1(0.714)>P3(0.678)>P8(0.638)>P4(0.614)>P5(0.564)>P2(0.557)>P7(0.556)>P6(0.541)>P9(0.474)；the value of seedling is P3(0.904)>P8(0.854)>P2(0.799)>P7(0.782)>P6(0.725)>P10(0.697)>P5(0.669)>P9(0.650)>P4(0.497)>P1(0.411).The meta-analysis shows that the max-renewal comprehensive value of seedling is P3，and in the whole regeneration layer the value is better than the average.If management measures strengthened，P3will be most likely to be more stable stand.According the results，the purpose is to provide reference basis for the health management and sustainable development ofCastanopsissecondary forest even evergreen broad-leaved forest in this area.

Castanopsissecondary forest；natural recruitment；entropy method；renewal comprehensive value

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.01.002

2016-07-11；

2016-07-29

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(南方集體林區(qū)生態(tài)公益林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)研究與示范，2012BAD22B05)

杜燕(1986—)，女，貴州盤縣人，貴州省清鎮(zhèn)市生態(tài)文明建設(shè)局工程師，碩士，從事森林資源經(jīng)營管理及森林結(jié)構(gòu)功能研究。E-mail：bluestar109y@163.com。

羅梅(1987—)，女，湖南衡陽人，北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院在讀博士研究生，從事森林結(jié)構(gòu)與功能研究。E-mail：754420304@qq.com。

S754

A

1002-7351(2017)01-0005-05