梅河口市國有林總場天然次生林紫椴種群空間分布格局

廖宇翔，于浩然，劉 劍，張 驍，呂雪燕

(1.吉林省重點國有林技術服務中心，吉林 長春 130022；2.吉林省林業(yè)勘察設計研究院，吉林 長春 130022)

紫椴(Tiliaamurensis)為椴樹科、椴樹屬落葉喬木，國家二級重點保護野生植物，具有重要的保護價值，主要分布于朝鮮和中國黑龍江、吉林、遼寧地區(qū)[1]。種群的分布格局是種群特性、種間關系以及環(huán)境條件共同影響所決定的[2-4]。了解種群的空間分布格局，對揭示種群的發(fā)展特征及動態(tài)規(guī)律、探索植物的生存機制和群落的穩(wěn)定性具有重要意義[5]。北京市紫椴種群大多數(shù)樣方中的紫椴均呈聚集分布，隨著林層的增高由聚集分布逐漸向隨機分布過渡[6]。吉林市磨盤山紫椴種群幼樹、小樹在空間上呈聚集分布格局，大樹在空間上隨機分布，不同發(fā)育階段紫椴個體在空間上呈負關聯(lián)關系[7]。本文利用梅河口市國有林總場2015年森林資源調(diào)查復位樣地數(shù)據(jù)，對天然次生林紫椴種群空間分布格局進行了研究，旨在為天然次生林紫椴種群的保護、恢復和可持續(xù)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

梅河口市位于吉林省東南部，長白山西麓，輝發(fā)河上游，地理位置125°15′～126°03′ E、42°08′～43°02 N。屬溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫4.6 ℃，年均日照時數(shù)2 479 h，年均降水量736 mm。研究區(qū)植被類型屬溫帶針闊葉混交林，常見的喬木樹種有蒙古櫟(Quercusmongolica)、核桃楸(Juglansmandshurica)、紫椴(Tiliaamurensis)、春榆(Ulmusdavidianavar.japonica)、色木槭(Acermono)、紅松(Pinuskoraiensis)、長白落葉松(Larixolgensis)和紅皮云杉(Piceakoraiensis)等。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于2015年梅河口市國有林總場森林資源調(diào)查復位樣地數(shù)據(jù)庫，隨機選擇自然度為次生林、優(yōu)勢樹種為紫椴、紫椴在樹種組成中占30 %及以上的樣地，共12個。樣地多為20世紀60年代森林皆伐后自然生長起來的次生林，林分平均年齡52年，面積均為666.7 m2，形狀為菱形。統(tǒng)計12個樣地內(nèi)檢尺的樹種、胸徑、樹高以及幼苗的樹種和株數(shù)等。主要干擾類型為人為干擾，由于當?shù)貙μ烊涣直Ｗo力度較大，林分人為干擾程度較低。

2.2 種群結構劃分

徑級結構:7.9 cm及以下為第Ⅰ徑級、8.0～10.9 cm為第Ⅱ徑級，每隔2.9 cm為1個徑級，以此類推，大于28.9 cm均為第Ⅸ徑級。

高度級結構:5.0 m以下為第Ⅰ高度級、5.0～6.9 m為第Ⅱ高度級、7.0～8.9 m為第Ⅲ高度級、9.0～10.9 m為第Ⅳ高度級，以此類推，大于20.9 m均為第X高度級。

2.3 種群分布格局

紫椴種群分布格局的確定采用偏離指數(shù)(V/M)的t檢驗和擴散型指數(shù)的F檢驗，并以平均擁擠度和聚塊性指標確定分布格局強度。其中偏離指數(shù)是檢驗種群空間分布格局類型的常用方法之一，其統(tǒng)計學基礎是泊松分布中方差與均值相等，一般采用t檢驗來確定偏離指數(shù)的實測值與1的差異程度；擴散型指數(shù)檢驗的最大優(yōu)點是分布型、抽樣數(shù)、抽樣單位三者之間相互獨立，其值表明個體在空間散布的非隨機程度，用F檢驗可判定結果是否顯著偏離泊松分布。

3 結果與分析

3.1 種群徑級結構

以徑級為橫坐標、種群個體數(shù)為縱坐標，繪制種群徑級結構圖(見圖1)?？梢钥闯?，種群幼苗、幼樹數(shù)量較多，總體上隨徑級增大個體數(shù)逐漸減少。種群徑級結構近似呈倒“J”型分布，但存在波動，第Ⅴ徑級個體數(shù)明顯偏少，其他徑級個體數(shù)量較為穩(wěn)定，屬于增長型種群。

圖1 紫椴種群徑級結構

3.2 種群高度級結構

對種群各高度級個體數(shù)量進行整理，結果見圖2。種群個體數(shù)在Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級存活較多，合計211株，占存活個體總數(shù)的59.9 %；Ⅷ級、Ⅸ級和Ⅹ級存活個體數(shù)次之，合計101株，占存活個體總數(shù)的28.7 %；Ⅴ級、Ⅵ級和Ⅶ級分布較少，存活個體數(shù)合計40株，僅占存活個體總數(shù)的11.4 %。種群中林冠下層和上層個體數(shù)量較多，中層個體數(shù)量較少，是典型單層林分特征。

圖2 紫椴種群高度級結構

3.3 種群分布格局

對種群空間分布格局進行測定，結果見表1。可以看出，種群總體上服從聚集分布，且聚集程度較高，但隨徑級增加種群分布格局逐漸從聚集分布轉為隨機分布。這種變化主要是由于種子的散布與萌發(fā)較為集中，種群中小徑級分布格局較為聚集，隨著齡級的不斷增長，種群內(nèi)競爭不斷激烈，加上環(huán)境因素的共同作用，種群分布格局逐漸轉變?yōu)殡S機分布。

表1 紫椴種群分布格局

4 結論

在不同年齡階段下，植物種群受生境條件和外界干擾空間分布格局發(fā)生較大變化[8]。紫椴種群徑級結構近似呈倒“J”型分布，屬于增長型種群；種群中林冠下層和上層個體數(shù)量較多，中層個體數(shù)量較少，是典型單層林分特征。

天然次生林紫椴種群總體上服從聚集分布，且聚集程度較高，但隨徑級增加種群分布格局逐漸從聚集分布轉為隨機分布。種群這種分布格局的變化主要是由于各徑級中種群個體競爭強度的變化，以及個體適應環(huán)境條件的能力變化導致。本文中紫椴種群所表現(xiàn)的結構和分布格局也可能與環(huán)境條件及其他物種間的關聯(lián)有關，還需進一步研究。