塞罕壩地區(qū)針闊混交林空間結(jié)構(gòu)特征研究

張澤光

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng), 河北圍場(chǎng)068466)

塞罕壩地區(qū)是阻擋風(fēng)沙的重要綠色屏障, 尤其是京津地區(qū)， 因此該地區(qū)林分穩(wěn)定性至關(guān)重要，林分的空間結(jié)構(gòu)是體現(xiàn)其穩(wěn)定性的重要指數(shù)，針闊混交林作為該地區(qū)的主要林分類型，能夠具有有一定的代表性， 所以研究該林分的空間結(jié)構(gòu)非常有必要。 本文以塞罕壩地區(qū)針闊混交林作為研究對(duì)象，對(duì)林分主要樹(shù)種的直徑分布狀況與空間結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查分析，從而了解該地區(qū)的針闊混交林空間結(jié)構(gòu)的具體狀況，以期為該地區(qū)森林經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐[1-3]。

1 研究區(qū)概況

塞罕壩地區(qū)位于河北圍場(chǎng)縣北部，地處內(nèi)蒙古高原與冀北山地交接處， 地理坐標(biāo)為北緯42°02′-42°36′， 東經(jīng)116°51′-117°39′， 海拔高度1010-1939.6m，地形大體上可分為熔巖高原丘陵地形和熔巖高原丘陵平原兩種類型。 該地區(qū)屬寒溫帶大陸性半干早半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降水量偏少，年平均降水量454.2mm，最大年降水量636.0mm，最小年降水量258.0mm， 蒸發(fā)潛力大于降水量；年均氣溫-1.4℃，極端最高氣溫30.9℃，極端最低氣溫-43.2℃；日平均氣溫≥0℃的年積溫為2072.8℃，≥5℃的年積溫為1984.0℃，≥10℃的年積溫為1663.5℃，土壤類型壩上地區(qū)以風(fēng)沙土為主， 兼有草甸土和沼澤土，而接壩山區(qū)多為灰色森林土、棕壤，少部分為褐土。 目前該地區(qū)樹(shù)種主要以華北落葉松林（Larix principisrupprechtii Mayr）、油松（Pinus tabulaeformis Carr）、 云杉 （Picea asperata Mast）、 白樺（Betula platyphylla Suk.）、山楊（Populus davidiana Dode）、蒙古櫟（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）等為主。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查方法

通過(guò)實(shí)地勘察，樣地設(shè)置在塞罕壩地區(qū)第三鄉(xiāng)林場(chǎng)，選擇針闊混交林（華北落葉松、白樺、山楊）作為研究對(duì)象進(jìn)行樣地調(diào)查， 設(shè)置面積為30m×30m 的樣地，林齡30a，對(duì)樣地內(nèi)林木進(jìn)行每木檢尺，記錄樹(shù)種組成、樹(shù)高、胸徑、枝下高、林冠冠幅等因子[4-6]。

2.2 空間結(jié)構(gòu)指標(biāo)[7-9]

林分角尺度（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

林分角尺度在0 到1 之間取值， 當(dāng)Wi=0 時(shí)表示中心木分布的很均勻， 即Wi的值越大中心木分布的越不均勻。

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

林分大小比數(shù)在0 到1 之間取值，當(dāng)Ui=0 時(shí)表示中心木為優(yōu)勢(shì)木，即Ui的值越大中心木越處于劣勢(shì)。

林分混交度（Mi）：混角度指4 株相鄰林木與參照樹(shù)種不同種類所占比例。 表達(dá)式為其中

林分混交度在0 到1 之間取值， 當(dāng)Mi=0 時(shí)表示中心木與最近的相鄰木是同一樹(shù)種，即零度混交，而Mi 值越大中心木與相鄰木混交程度越大。

3 結(jié)果與分析

3.1 林分角尺度

針闊混交林角尺度見(jiàn)表1，由表可知，華北落葉松、山楊，屬于隨機(jī)分布，分布的比較均勻；白樺、五角楓與蒙古櫟分布不均勻，處于聚集分布的狀態(tài)，五角楓與蒙古櫟為伴生樹(shù)種，而且多為幼樹(shù)，因此，林分進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)華北落葉松與山楊不需要進(jìn)行調(diào)整，白樺需要進(jìn)行撫育來(lái)調(diào)整分布，而五角楓與蒙古櫟屬于伴生樹(shù)種，徑級(jí)較小、數(shù)量較少，不需要進(jìn)行調(diào)整。

3.2 林分大小比數(shù)

針闊混交林的大小比數(shù)見(jiàn)表2， 從表2 可以看出林分的主要樹(shù)種華北落葉松、白樺與山楊處于優(yōu)勢(shì)地位，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于五角楓與蒙古櫟。 山楊與白樺處于優(yōu)勢(shì)的比例最高達(dá)到了68%，處于中庸?fàn)顟B(tài)的比例達(dá)到了20%，只有12%處于劣勢(shì)狀態(tài)，華北落葉松屬于人工栽植的后期樹(shù)種，并且針葉林前期生長(zhǎng)速度較闊葉慢，因此在一定程度上受到了闊葉樹(shù)種的壓制，因此處于優(yōu)勢(shì)地位的比例低于優(yōu)勢(shì)闊葉樹(shù)種，為55%，處于中庸?fàn)顟B(tài)的比例較高，為27%，處于劣勢(shì)狀態(tài)的為18%；五角楓與蒙古櫟大部分都是處于劣勢(shì)地位，生長(zhǎng)空間很小。

表1 林分的角尺度Table 1 Angle scale of the stand

表2 林分的大小比數(shù)Table 2 Size ratio of forest stand

3.3 林分大小比數(shù)

針闊混交林的混交度見(jiàn)表3，由表可以看出，華北落葉松、白樺、山楊混交程度不高，處于中度混交狀態(tài)，而伴生樹(shù)種的混交度在90%以上。 白樺、山楊處于弱度混交以下?tīng)顟B(tài)的比例較高， 高達(dá)60%，中度混交比例為24%，強(qiáng)度混交比例較低，為16%；華北落葉松處于弱度混交的比例較優(yōu)勢(shì)闊葉樹(shù)種較低，為50%，處于中度混交比例為31%，處于強(qiáng)度混交的比例相對(duì)較高，為19%；五角楓與蒙古櫟數(shù)量少，并且分布的較散，因此多為強(qiáng)度混交。

表3 林分的混交度Table 3 Mixing degree of stand

4 結(jié)論與討論

林分的空間結(jié)構(gòu)有助于生物學(xué)的發(fā)展，通過(guò)對(duì)空間結(jié)構(gòu)真實(shí)狀態(tài)進(jìn)行分析，從而制定較為科學(xué)的采伐方向與目標(biāo)，為實(shí)際操作提供了理論基礎(chǔ)。 為研究針闊混交林空間結(jié)構(gòu)特征， 選擇了角尺度、大小比數(shù)與混交度三個(gè)指標(biāo)作為評(píng)定參數(shù)，結(jié)果表明林分中主要樹(shù)種華北落葉松與山楊角尺度均低于0.5 處于隨機(jī)分布，而白樺處于弱度的聚集分布，因此華北落葉松、山楊分布較均勻，不需要進(jìn)行調(diào)整，白樺分布不均勻需要進(jìn)行撫育來(lái)調(diào)整分布。 林分呈現(xiàn)這種狀態(tài)的原因可能是林木之間競(jìng)爭(zhēng)從而進(jìn)行自然稀疏造成的，針葉樹(shù)種隨著生長(zhǎng)速度不斷的加快與闊葉樹(shù)種的優(yōu)勢(shì)差距不斷縮小，在這種狀態(tài)下有利于針葉樹(shù)種的生長(zhǎng)。