金沟岭林场落叶松人工林的空间结构特征

李 俊 ，郑小贤 ，刘东兰 ，高 祥 ，徐 光

(1. 北京林业大学 森林资源与环境管理国家林业局重点实验室，北京100083；2.汪清林业局，吉林 汪清133200)

金沟岭林场落叶松人工林的空间结构特征

李 俊1，郑小贤1，刘东兰1，高 祥2，徐 光2

(1. 北京林业大学 森林资源与环境管理国家林业局重点实验室，北京100083；2.汪清林业局，吉林 汪清133200)

以吉林省汪清县金沟岭林场落叶松人工林为研究对象，利用混交度、大小比数和角尺度3 个林分结构参数，分析其不同龄组空间结构。结果表明:各龄组的样地混角度均为0.5，处于中度混交；中龄林为均匀分布，近熟林为团状分布，成熟林为团状或均匀分布；中龄林中落叶松处于中庸状态，大部分阔叶树处于中庸或劣态，近成熟林中落叶松和阔叶树逐渐转为亚优势状态。

落叶松人工林；空间结构；混角度；大小比数；角尺度

林分结构通常分为非空间结构和空间结构。非空间结构通常指树种结构、年龄结构、直径结构、树高结构等[1-3]。空间结构则主要包括林木的水平分布状况、垂直结构、树种的隔离状况、树种竞争状况等。它们的有机组合构成一定的结构规律，并决定着森林的功能。我国在林分空间结构方面的研究已见成效，聚集指数R、精确最近邻体法[4-5]和Ripley’s K( d)函数[6]等指标即可反映林分内林木的空间分布特征。现在较常采用的方法主要从空间配置、空间分布格局与大小分化程度3个参数描述[7-16]。文章以混角度、大小比数和角尺度3个参数分析金沟岭林场落叶松人工林的混交程度、林分空间格局及其林分的优势组成种，以期为制定合理的经营目标和技术措施提供依据，实现金沟岭林场落叶松人工林的可持续经营。

1 研究区概况

金沟岭林场位于吉林省汪清县境内，属长白山系老爷岭山脉雪岭支脉，地理坐标为43°22′N，130°10′E。林场东接荒沟林场，西靠塔子沟林场，南与十里坪林场接壤，北临地阴沟林场。金沟岭林场海拔为550～1 100 m，地貌以低山丘陵为主，山的均坡度在5°～25°之间。该林场属季风气候区，全年平均气温为3.9 ℃，积温2 144.0 ℃。最低气温出现在1月，为-32℃，最高气温出现在7月，为22℃。降水大多集中在7月份，年降水量为600～700 mm。早霜多为9月中旬开始，晚霜一直延至翌年5月末，生长期为120 d。林场位于汪清县东北低山灰化土灰棕壤区，母岩是玄武岩。在海拔800～1 000 m为针叶林灰棕壤土，沟谷是草甸土、泥炭土、沼泽土或冲积土，物理特征为粒状、湿松、根系多，平均厚度在40 cm左右。研究区植被主要树种有落叶松Larix gmelinii、 云 杉Picea asperata、 冷 杉Abiesspp.、山杨Pobulus davidiana、色木槭Acer mono、白桦Betula platyphylla、糖枫Acer saccharum等。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

采用典型样地调查法，由于研究区没有落叶松幼龄林林分，本研究分别在中龄林、近熟林和成过熟林设置2块样地，共调查样地6块，面积为40 m×50 m，每木调查起测径阶(胸径＞5 cm)以上林木的特征值，包括树种、胸径、树高、平距、冠幅等因子。并用全站仪对样地内的每株树木进行定位,以每块标准地的西南角作为坐标原点，用皮尺测量每株树木的位置坐标(x，y)，x、y分别代表每株树木东西和南北方向坐标。

为了避免边缘效应，确定标准地内距每条边线 5 m之内为缓冲区，其余部分为核心区。缓冲区内部的林木只作为相邻木，不参与空间结构参数统计。

2.2 研究方法

混交度(M)取值为0、0.25、0.50、0.75、1.00时，分别表示零度混交，弱度混交、中度混交，强度混交、极强度混交。

大小比数(U)取值为0、0.50和1.00时分别对应的树种在林分内的优势程度为优势、中庸和绝对劣态，处于0～0.50之间的为亚优势，0.50～1.00之间的为劣态。角尺度(W)小于0.457为均匀分布，位于

0.457 ～0.517之间的为随机分布，大于0.517为团状分布。

3 结果与分析

3.1 混交度(M)

由表1可知，调查样地的样地M值均为0.5，处于中度混交，落叶松人工林的各龄组混交树种比较丰富，包括水曲柳、云杉、冷杉、杨树、糖枫、白桦、椴树等，但是目的树种落叶松蓄积比例过大。

表1 各样地林分空间结构Table 1 Spatial structure of sample larch forests

3.2 角尺度(W)

由表1可知，中龄林两块样地的角尺度值远小于0.457，林木为均匀分布；近熟林两块样地的角尺度值均大于0.517，为团状分布；成熟林1号样地角尺度值为0.608，为团状分布，2号样地角尺度值为0.160，为均匀分布。

3.3 大小比数(U)

由表2可知，中龄林1号样地中落叶松株数百分比为78.1%，胸径大小比数为0.5，处于中庸状态；臭松的胸径大小比为0，处于优势状态。云杉、冷杉、白桦和水曲柳处于亚优势状态。阔叶树大部分均处于劣态。2号样地中，落叶松株数百分比为85.2%，胸径大小比为0.5，处于中庸状态；臭松处于绝对劣态，云杉为优势，冷杉为劣态；除水曲柳为亚优势外，其他阔叶树种均为中庸或劣态。

表2 各样地胸径大小比数及株数比例Table 2 Neighbourhood comparison and tree numbers of sample stands

近熟林1号和2号样地的落叶松株数百分比分别为59.1%、41.5%，远低于中龄林，胸径大小比数均为0.4，处于亚优势状态。1号样地臭松处于绝对劣态，白桦处于中庸状态，云、冷杉处于劣态，其他阔叶树种均处于劣态。2号样地白桦、红木、云杉和杨树均为亚优势，冷杉和枫桦为中庸，其他阔叶树为劣态。

成熟林1号样地内落叶松株数百分比为49.5%，处于亚优势状态；二号样地为86.4%，处于中庸状态。1号样地白桦和云杉处于亚优势状态，榆树处于中庸，其他树种均为劣态。2号样地落叶松为中庸状态，椴木处于绝对劣势，阔叶树白桦、枫桦、榆树以及云杉处于亚优势状态，其他树种处于劣势状态。

由此可见，不同龄组的落叶松人工林中，目的树种落叶松胸径大小比数稳定在0.4～0.5，而其他树种的大小比数不稳定。随着时间的推移，阔叶树由中龄林阶段的劣态变为近成熟林阶段的亚优势状态，而在中龄林中处于亚优势状态的针叶树在近成熟林阶段却处于劣态。

4 结 论

(1)金沟岭林场不同龄组的落叶松人工林林分的混角度均为0.5，为中度混交，树种结构较稳定。但是针阔比例不合理，落叶松在蓄积上处于绝对优势，而阔叶树的蓄积比例不到两成。应适当增加阔叶树种的蓄积。

(2)中龄林林分分布格局多为均匀分布、近熟林林分分布格局为聚集分布、成熟林林分分布格局两者皆有。均匀分布意味着林分内的树木具有同等的生长条件。需要对聚集分布的林分进行改造，尽量选择角尺度值为0. 75和1 的个体为潜在调整对象，促进林分分布向随机分布格局发展。

(3)树种空间大小分化差异极大，目的树种落叶松胸径大小比数稳定在0.4～0.5，而其他树种的大小比数不稳定。应当适当采伐一些林分内小径级的落叶松和径级较大的其他针叶树种，以提高落叶松和阔叶树的优势程度。另外，本文只根据采用直径大小比数来判定林木大小分化程度，缺少了以树高大小比数为参数的比较。

[1] 胡艳波,惠刚盈,戚继忠.吉林蛟河天然红松阔叶林的空间结构分析[J].林业科学研究,2003,16(5):523-530．

[2] 惠刚盈.角尺度——一个描述林木个体分布格局的结构参数[J].林业科学,1999,35(1):37-42.

[3] 惠刚盈.一个新的林分空间结构参数——大小比数[J].林业科学研究,1999,12(1):1-6.

[4] 安慧君,惠刚盈,郑小贤,等.不同发育阶段阔叶红松林空间结构的初步研究[J].内蒙古大学学报:自然科学版,2005,36(6): 714-718.

[5] 贾秀红,郑小贤.长白山过伐林区云冷杉针阔混交林空间结构分析[J].华中农业大学学报,2006,25(4): 436-440.

[6] 许剑辉,汪茂林,黄庆丰,等.天然麻栎单木地上生物量模型研究[J].安徽林业科技,2011,37(4):3-6.

[7] Gadow K V, Fueldner K, Zur Methodik der Bestandesbeschreibung[M].Vortrag anlaesslich der Jahrestagung der AG Forsteinrichtung in Klieken Dessau.1992.

[8] Fueldner K.Strukturbeschreibung von Buchen Edellaubholz Mischwaeldern[M]. Dissertation Universitaet Goettingen:Cuvillier Verlag,1995:146.

[9] 惠刚盈,克劳斯.冯加多.德国现代森林经营技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001:66-134.

[10] Moeur M, Characterizing spatial pattern of trees using stem—mapped data[J]. For. Sci., 1993,39(4):756-775.

[11] 惠刚盈,Gadow K V.胡艳波.林分空间结构参数角尺度的标准角选择[J].林业科学研究,2004,17(6):687-692.

[12] 曾思齐,李东丽,宋武刚,等.檫木次生林空间结构的研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(3):1-6.

[13] 曾思齐,李 俊,李东丽,等.南方集体林区南酸枣次生林林分结构研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(4):1-6.

[14] 罗 梅,郑小贤.八达岭辽东栎-油松混交林空间结构及其多样性[J].中南林业科技大学学报,2012,32(9):55-58.

[15] 惠刚盈.结构化森林经营[M].北京:中国林业出版社,2007:26-69.

[16] 张会儒,汤孟平,舒清态.森林生态采伐的理论与实践[M].北京:中国林业出版社,2006:212-213.

Spatial structure characteristics of Larix gmelinii artif i cial forest in Jingouling forest farm

LI Jun1, ZHENG Xiao-xian1, LIU Dong-lan1, GAO Xiang2, XU Guang2
(1. State Forestry Administration Key Lab. of Forest Resources and Environmental Management, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2. Forestry Bureau of Wangqing county, Wangqing 133200, Jilin, China)

With the Larix gmelinii plantations in Jingouling forest farm of Wangqing county, Jilin province as the research object, by using three stand structure parameters ( mixed degree (M) and angle measurement, size score (W), the space structure of L. gmelinii of different age-groups were investigated and analyzed. The results show that the sample M values in each age-group were 0.5, being a moderate mixed plantation; the mid-maturation forests showed uniform distribution; the near-mature forests distributed with reunion distribution; The mature forests took on patches or uniform distribution; the mid-maturation larch forests were in the doctrine of the mean state, the most broad leaved tree were in the middle or inferior state; the near mature larch forests and hardwood trees gradually transferred into the advantage status.

Larix gmelinii artif i cial forest; spatial structure; neighborhood pattern; neighbourhood comparison; uniform angle index

S791.22

A

1673-923X(2014)01-0060-04

2013-09-20

国家“十二五”科技支撑课题“南方集体林区生态公益林可持续经营技术研究与示范”（2012BAD22B05）

李 俊（1989-），男，安徽人，硕士研究生，主要研究方向：森林可持续经营；E-mail：283616499@qq.com

郑小贤（1956-），男，上海人，教授，博士生导师，主要研究方向：森林可持续经营理论与技术；

E-mail：zheng8355@bifu.edu.cn

[本文编校：吴 毅]