张 伟 崔 崧
(1.黑龙江丰林国家级自然保护区管理局,黑龙江 伊春 153000;2.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨 150081)
蒙古栎(Quecusmongolica),国家二级珍贵树种,是我国东北林区中主要的次生林树种[1]。其生态系统结构、功能的退化问题逐渐显露出来,如何使蒙古栎次生林生态系统恢复到结构合理、功能完善的状态成为近年来专家学者关注的主要问题之一[2]。因此,有关蒙古栎次生林经营方式、种群特征及演化、生态系统完整性的研究,对解决蒙古栎次生林结构残缺、生态系统功能退化、土壤结构及肥力恶化等实际问题具有十分重要的意义[3]。从20世纪60年代初开始,我国在对东北林区次生林改造时,广泛采用了“栽针保阔”,即人工栽植以红松为主的针叶树,保留天然更新的多种阔叶树,把阔叶树的天然更新和针叶树的人工更新密切结合起来,形成了针阔混交林的理论技术体系[4~5]。
因此,本文选取林龄相同(25年),自然概况完全一致(边界距离仅5m)的蒙古栎次生纯林和“栽针保阔”改造下形成的蒙古栎红松混交林作为研究对象,对两种经营方式下的蒙古栎次生林生态系统主要建群种的数量特征进行了研究,为恢复蒙古栎次生林天然更新演替状态提供了理论依据。
本文以黑龙江省林业科学院江山娇实验林场北山为实验地点,选取林龄均为25年的蒙古栎次生纯林和蒙古栎红松混交林作为研究对象,将两块样地(20m×20m)划分为4m×4m的小样方共计25个,对样方内的所有主要建群种进行了详细调查,将数据进行计算分析得到物种差异、数量、密度、频度、盖度、高度、生长状况、种间关系等指标。
黑龙江省林业科学院江山娇实验林场位于黑龙江省东南部,属张广才岭。林场东南角与吉林省接壤,西以镜泊湖为界,东、南、北三面与东京城林业局毗邻,属牡丹江市所辖宁安市境内。
该地区森林类型为长白山系北部温带针阔混交林,主要可分为针阔混交林、阔叶混交林、柞树林和人工针叶纯林四大类。土壤属棕色森林土,主要的成土母质为玄武岩,主要类型有地带性土壤—暗棕壤、非地带性土壤—草甸土、沼泽土。
气候属亚寒带大陆性气候。气候特点是冬季寒冷干旱而漫长,夏季湿润炎热而短促,春秋两季风多,降水量较少。全年雨季分明,寒暑悬殊,四季温差较大。年平均气温在3.5℃左右,极端低温出现在一月份,最高气温出现在七月份,≥10℃年积温在2 200℃左右,年降水量在450~550mm之间,大多集中在六至八月份,占全年降水量的50%左右。十月中旬至翌年的四月初为降雪期,积雪天数150d,积雪深达30~50cm。无霜期约116~125d左右,早霜在九月下旬,晚霜在五月中旬前后。主风向是西南风,平均风速为2.7m/s。
所选样地位于蒙古栎次生纯林(N43°51′54.15″,E128°56′49.01″)和蒙古栎红松混交林 (N43°51′53.37″,E128°56′48.57″)内,所选样地边界距离仅为5m,海拔均为548m,坡度均为25°,坡位为上坡,坡向为阳坡,蒙古栎次生纯林为天然更新,无人为扰动,蒙古栎红松混交林为蒙古栎造林后通过“栽针保阔”的方式种植红松,造林后无人为扰动。
为了明确两种模式对主要建群物种的影响,分别对纯林和针阔混交林的主要建群种做了统计,结果如下(表1):
表1 不同经营方式下主要建群种种类
通过表1我们可以看到,两种模式下主要建群种的物种类似,除个别数量稀少的乔灌木树种外(仅1~2棵),共有7种主要建群种为两模式共有,其中数量较大的为蒙古栎、胡枝子、红松、五角槭、毛榛子。因此,本文主要选定以上几种共有建群种进行比较分析。
通过对比两种模式的主要建群种数量及密度特征(表2),我们可以看到除胡枝子外,针阔混交模式下各建群种数量、密度均要大于纯林模式下。说明除胡枝子外,针阔混交模式物种更新状况要好于纯林模式下。通过相对密度比较,我们可以看出,针阔混交模式下黄刺玫、毛榛子、五角槭等林下天然更新建群物种相对密度要远远大于纯林模式,在整个群落中占得比例更大,更新状况更好。
表2 不同经营方式下主要建群种数量和密度
图1是不同经营方式下主要建群种频度的比较,可以看出,除胡枝子和水曲柳(水曲柳两种模式仅各有1株分布,红松涉及到天然更新与人工栽培并存的情况,因此不作为讨论对象)外,其他建群物种的出现频度都是针阔混交模式要大于纯林模式,说明针阔混交模式建群物种的分布更加平均,结构更加趋于自然状态。
图2是不同经营方式下主要建群种相对频度的比较,可以看出,除胡枝子外,其他建群物种的相对频度都是针阔混交模式要大于纯林模式。蒙古栎作为主要建群种,针阔混交模式相对频度要小于纯林模式,也说明了针阔混交模式其他物种的分布频率更大,结构比较平均,趋于自然状态。
(1)除个别数量稀少的乔灌木树种外,两种模式下主要建群种的物种近乎相同,说明在相同的条件下,不同经营模式对建群种种类影响不大。
(2)针阔混交模式下各建群种数量、密度、相对密度均要大于纯林模式下,针阔混交模式物种更新状况要好于纯林模式下。
(3)针阔混交模式下建群物种的频度和相对频度要大于纯林模式,说明针阔混交模式建群物种的分布更加平均,结构更加趋于自然状态。
通过以上结论,我们可以看到,不同经营模式对人工林种群数量特征的影响比较明显,采取针阔混交模式得到的森林生态系统,与纯林模式相比较,其结构更加趋于自然状态。
[1]于顺利,马克平,陈灵芝.中国北方蒙古栎林起源和发展的初步探讨[J].广西植物,2000,20(2):131~137.
[2]高志涛,吴晓春.蒙古栎地理分布规律的探讨[J].防护林科技,2005,(2).
[3]刘洪儒.黑龙江省蒙古栎的资源现状及经营对策[J].林业资源管理,1994,(1):56~57.
[4]陈新美,张会儒,姜慧泉.东北过伐林区蒙古栎林空间结构分析与评价[J].西南林学院学报,2010,30(6):20~24.
[5]于顺利,陈灵芝,张承军.不同地点蒙古栎群落相似性的研究[J].植物学通报,2000,17(6):554~558.