閩楠天然林林分冠長(zhǎng)研究

林笑雨

(福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福建 福州 350001)

閩楠(Phoebebournei)俗稱(chēng)楠木，樟科(Lauraceae)楠屬(PhoebeNees)的常綠大喬木，高可達(dá)20 m，胸徑達(dá)2.5 m。楠木被譽(yù)為“江南四大名木”之首，其木材芳香耐久，樹(shù)形優(yōu)美，材質(zhì)致密堅(jiān)韌，十分適合加工，在景觀設(shè)計(jì)、香料合成，以及日用品開(kāi)發(fā)方面都有重要的地位。閩楠天然分布于氣候溫暖的亞熱帶西部區(qū)域，在氣溫約0～38 ℃，年降水量1 400～1 600 mm的環(huán)境下能夠良好生長(zhǎng)[1-2]，在我國(guó)江西、福建、浙江南部、廣東、廣西北部及東北部、貴州、四川、重慶、湖北等地區(qū)均有天然分布。閩楠自身對(duì)立地質(zhì)量要求較高，生長(zhǎng)緩慢，成材較難。近年來(lái)，氣候的變遷以及自然災(zāi)害頻繁發(fā)生、人為過(guò)度的采伐、開(kāi)墾等原因，導(dǎo)致楠木資源急劇減少。大部分楠屬的物種已被列為瀕危物種[3-4]，對(duì)楠木資源的保護(hù)和合理利用已經(jīng)到了刻不容緩的地步。前人已對(duì)杉木、青岡、泡桐等樹(shù)種的樹(shù)冠結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的分析[5-10]，但對(duì)于楠木的研究還較少。本文選用冠長(zhǎng)、冠幅、樹(shù)冠系數(shù)、相對(duì)冠長(zhǎng)來(lái)描述閩楠天然林樹(shù)冠的結(jié)構(gòu)規(guī)律，為研究地閩楠天然林保護(hù)管理提供參考依據(jù)。

1 研究地概況及研究方法

1.1 研究地概況

研究地位于福建省三明市明溪縣瀚仙鎮(zhèn)連厝村沙洲坑甲閩楠自然保護(hù)區(qū)，位于北緯26°08′～26°39′，東經(jīng)116°47′～117°35′，以丘陵山地為主，偶爾間雜盆地，四面環(huán)山。試驗(yàn)區(qū)坡度3°～22°，土壤多為山地紅壤，土層肥沃、較濕潤(rùn)，腐殖質(zhì)較為豐富，水肥條件較好，林分郁閉度0.6～0.7，海拔600～1 000 m。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18 ℃，年平均降雨量1 600～1 800 mm，年平均無(wú)霜期261 d，氣候溫和，雨量充沛，冬少寒，夏無(wú)酷暑，光照充足。

1.2 資料收集

在試驗(yàn)區(qū)的閩楠天然林林分內(nèi)，選擇有代表性的地段，設(shè)置19塊26 m×26 m的標(biāo)準(zhǔn)地，利用羅盤(pán)儀、卷尺等設(shè)備對(duì)每株活立木進(jìn)行位置確定和記錄，以橫坡方向作為橫坐標(biāo)X軸，順坡方向?yàn)榭v坐標(biāo)Y軸，并在所選擇的樣地范圍內(nèi)對(duì)所有活立木進(jìn)行每木調(diào)查。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，得出各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)單株活立木的坐標(biāo)位置，并測(cè)定每株活立木的胸徑(D)、樹(shù)高(H)、冠幅(CW)、冠長(zhǎng)(CL)等測(cè)樹(shù)因子[11]，對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)和整理，以此作為分析研究閩楠天然林樹(shù)冠結(jié)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)(表1)。

表1 閩楠天然林樣地調(diào)查因子

1.3 研究方法

將所收集的各項(xiàng)因子數(shù)據(jù)，通過(guò)SPSS軟件進(jìn)行處理。根據(jù)前人的研究基礎(chǔ)[5-10]，選取以下函數(shù)方程來(lái)描述閩楠天然林直徑、樹(shù)高與其冠長(zhǎng)之間的變化關(guān)系，并計(jì)算林木的相對(duì)冠長(zhǎng)。為了更加直觀的對(duì)比分析閩楠天然林不同徑階下冠長(zhǎng)、相對(duì)冠長(zhǎng)的變化規(guī)律，采用折線(xiàn)圖對(duì)其進(jìn)行描述，通過(guò)研究結(jié)果為其進(jìn)一步的經(jīng)營(yíng)提供參考依據(jù)。選用以下8個(gè)應(yīng)用方程公式：

線(xiàn)性方程公式：

CL=a1+b1D

(1)

CL=a2+b2H

(2)

對(duì)數(shù)方程公式：

CL=logD+a3

(3)

CL=logH+a4

(4)

二次方程公式：

CL=a5+b5D+c5D2

(5)

CL=a6+b6H+c6H2

(6)

冪方程公式：

CL=a7Db7

(7)

CL=a8Hb8

(8)

其中：CL為冠長(zhǎng)；D為直徑；H為樹(shù)高；a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、b1、b2、b5、b6、b7、b8、c5、c6為待求參數(shù)。

2 結(jié)果分析

2.1 冠長(zhǎng)相關(guān)變化規(guī)律分析

冠長(zhǎng)為樹(shù)冠頂端到主枝下高之間的差值[5]，是研究樹(shù)冠結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)之一，對(duì)林木的生長(zhǎng)和干形發(fā)育有著重要意義。研究地閩楠天然林木冠長(zhǎng)隨著徑階的增大總體上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，當(dāng)胸徑達(dá)到12 cm時(shí)，林木冠長(zhǎng)出現(xiàn)第一個(gè)峰值6.94 m，之后下降；當(dāng)胸徑達(dá)到30 cm時(shí)，林木冠長(zhǎng)出現(xiàn)第二個(gè)峰值11.57 m，之后下降；當(dāng)胸徑到達(dá)34 cm時(shí)，林木冠長(zhǎng)11.00 m，總體林木冠長(zhǎng)開(kāi)始呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)，不再出現(xiàn)波動(dòng)(表1)。

相對(duì)冠長(zhǎng)即冠長(zhǎng)與樹(shù)高的比值，能夠體現(xiàn)林木間的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，可作為林分撫育間伐的重要參考指標(biāo)，也是建立形數(shù)預(yù)測(cè)模型的重要輔助因子[6-8]。研究地閩楠天然林木相對(duì)冠長(zhǎng)隨徑階的增大而增大，但總體上升趨勢(shì)較為平穩(wěn)，明顯峰值出現(xiàn)在林木直徑為12 cm、30 cm、40 cm和46 cm時(shí)，其對(duì)應(yīng)的相對(duì)冠長(zhǎng)分別為0.498、0.550、0.600、0.600，變化幅度最大出現(xiàn)在林木徑階為34～40 cm，說(shuō)明此時(shí)階段林木之間的競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到最大(表1)。

2.2 建立回歸方程

利用SPSS軟件對(duì)研究地閩楠天然林木直徑、樹(shù)高與其冠長(zhǎng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立與之相關(guān)的四個(gè)方程，并對(duì)模型的擬合情況進(jìn)行分析(表2、表3)。由計(jì)算結(jié)果可得，在8個(gè)模型方程中，擬合度最高的為方程(8)，即CL=a8×Hb8。該模型顯著性為0.000，小于0.05；R2=0.990，模型顯著。從F值來(lái)看，方程模型(8)的F值在8個(gè)方程中為最大，故選用方程為CL=0.252×H1.246來(lái)描述研究地閩楠天然林冠長(zhǎng)的變化規(guī)律。分別對(duì)比冠長(zhǎng)與直徑、樹(shù)高的4組方程，除對(duì)數(shù)函數(shù)模型組以外，其余的三組樹(shù)高與冠長(zhǎng)相關(guān)模型的R2值和F值均大于同組所對(duì)應(yīng)直徑與冠長(zhǎng)相關(guān)模型的R2值和F值，可以看出，研究地閩楠天然林木樹(shù)高對(duì)冠長(zhǎng)的影響比直徑大。

表3 冠長(zhǎng)與樹(shù)高相關(guān)方程模型摘要

表2 冠長(zhǎng)與直徑相關(guān)方程模型主要植標(biāo)

3 結(jié)論

分析研究地閩楠天然林分徑階與平均冠長(zhǎng)、相對(duì)冠長(zhǎng)之間的變化關(guān)系可知，閩楠天然林木的平均冠長(zhǎng)、相對(duì)冠長(zhǎng)總體上隨著徑階的增大而增大，其中相對(duì)冠長(zhǎng)的總體變化趨勢(shì)較為平穩(wěn)，變化幅度最大出現(xiàn)在林木徑階34～40 cm，此時(shí)階段林木之間的競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到最大，總體上與林木的生物學(xué)特性相符。

根據(jù)不同的直徑、樹(shù)高等因子分析研究地閩楠天然林木的冠長(zhǎng)生長(zhǎng)規(guī)律，通過(guò)建立各因子之間的回歸方程、擬合情況分析可知，林木冠長(zhǎng)隨著樹(shù)高、直徑的增大而增大，而樹(shù)高對(duì)冠長(zhǎng)的影響較大于其直徑對(duì)冠長(zhǎng)的影響。因此，選用線(xiàn)性方程CL=0.252×H1.246描述研究地閩楠的冠長(zhǎng)變化規(guī)律。

天然林的林分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通過(guò)研究閩楠天然林木的冠長(zhǎng)，能夠在一定程度上對(duì)其樹(shù)冠結(jié)構(gòu)的研究提供參考信息，并為下一步的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。由于林木冠長(zhǎng)的變化規(guī)律與其生長(zhǎng)的立地條件、年齡及密度均存在一定相關(guān)性，因此對(duì)閩楠天然林木的冠長(zhǎng)研究可進(jìn)一步探討分析。