福建将乐林场栲属次生林直径结构的研究

赵 娜，郑小贤

（北京林业大学 林学院，森林资源与环境管理国家林业局重点实验室，北京 100083）

福建将乐林场栲属次生林直径结构的研究

赵 娜，郑小贤

（北京林业大学 林学院，森林资源与环境管理国家林业局重点实验室，北京 100083）

选用福建将乐林场的十块栲属次生林的样地调查数据分析该地区栲属次生林的直径结构，为将乐林场栲类次生林的经营和结构调整提供依据。采用样地调查法获得12块样地的基本数据，将胸径分大、中、小三径级计算各径级比例及q值，用4种概率分布对各样地直径结构进行拟合，检验不同的拟合效果。小径级林木所占比例较大，占到了56.9%～88.1%，中径级和大径级的q值变化较大，Weibull分布拟合效果最好，γ分布次之，正态分布和对数正态分布拟合效果较差。该区栲属次生林的直径分布基本符合异龄林直径分布的特点，可以以q值为参考对大、中级林木进行进一步结构调整研究。

栲属次生林；直径结构；径级；Weibull分布；gamma分布；q-值

栲属植物是壳斗科的常绿阔叶树种，在中国主要分布在长江以南地区。栲属的大部分树种喜欢温暖潮湿的生境，其材质坚硬，色泽美观，而且是水源涵养和水土保持的主要树种。栲属是常绿阔叶林的主要树种，由于长期不合理利用，在常绿阔叶林中形成栲类次生林。对栲类次生林结构的研究是常绿阔叶林生态恢复的一个重要环节。

对于栲类次生林，已经有不少学者从地理分布[1-3]、生态特征[4-5]、群落及空间结构[6-11]、直径结构[10,12-13]等方面进行了研究，其实关于群落及空间结构大都是具体到某一种栲属植物的林分进行研究，没有综合分析栲属植物次生林的文章监看，关于福建三明将乐地区栲类次生林结构的研究也鲜见报道。本文通过对福建三明地区将乐林场典型栲类次生林样地调查，分析其直径结构特征，为该地区栲类次生林的经营管理和林分调整提供依据。

1 研究区概况

福建省将乐县位于福建省西北部，将乐林场的地理坐标为 117°05′～ 117°40′E， 26°26′～27°04′N，海拔在400～800 m，属于中亚热带沿海海洋性季风气候，具有海洋性和大陆性气候特点，年平均气温18.7℃，最高气温41.1℃，最低气温-2.5℃，年平均降雨量1 669 mm，雨季持续时间长，气候温润，雨量充足。土壤一般为沙壤土或者轻壤土，块状结构，紧实度适中，湿度比较潮湿。

2 材料与方法

2.1 资料收集方法

栲类次生林是指栲属植物占较大比例的林分，将乐地区的主要栲属植物有苦槠、米槠、栲树、罗浮栲等。在将乐林场栲类次生林设置12块典型样地，其中1～10号样地为20 m×30 m，11、12号样地为30 m×40 m。在每块样地进行每木检尺并测量树高，还开展地况调查，包括海拔、坡度、坡向、土壤条件等因子。

样地基本情况见表1。

2.2 研究方法

2.2.1 径阶整化

以2 cm整化，分别统计各个径阶林木株数。

按照森林资源调查技术规程，将林木直径划分为小径级（≤14 cm）、中径级（16≤d≤24 cm）、大径级（≥26 cm），分别计算各径级乔木所占比例。

2.2.2q值理论

在未受到干扰的天然异龄林中，连续两个径级间林木株数的比例趋向一个常数，即为q值。

Xtd=Xtd-1/q。

式中：X为在t时刻中径级d的立木株数；q为一个递减系数或常数。

表1 样地基本情况Table 1 Basic situation of plots

计算全林分q值及各径阶的q值，用q值分析该样地直径的径阶分布状况。

2.2.3 函数拟合检验

本文选用了Weibull分布、γ分布、正态分布和对数正态分布对株数—直径结构进行拟合，拟合结果用x2检验[14]。计算过程主要使用ForStat软件进行。

3 结果与分析

3.1 栲类次生林径级结构分析

样地的平均胸径在12.2～19.4 cm。由表2可以看出，小径阶林木所占比例较大， 1、2号样地的小径阶比例分别为56.90%和63.49%，其余大部分达到80%左右。大径阶林木所占比例较小，其中3、5号样地，大径级林木占了不到2%，其余样地大径级林木基本占到了总株数的10%～15%。

表2 各样地大、中、小径级比例Table 2 Ratios of diameter classes in different plots

表3是研究区各样地的q值计算均值，由此表可知，研究区栲类次生林q值得范围是1.25～2.36，q值得跨度较大，说明几块样地中林分的直径结构有很大差别。美国学者Meyer的研究中指出所有森林类型的q值都基本处于1.2～2的范围内[15]，而5号样地显然是个例外。实际上，林分的均值并不能很好地说明林分的径阶结构，因此表5中计算了分大、中、小径级的q值均值。小径级q值范围为1.27～1.98，处于q值得一般范围内，中径级和大径级中都存在q值大于2的样地，说明这些林分中某一径级的林木株树突然发生了骤减，其中5号样地中径级q值为3.47，也正是导致5号样地林分q值大于2的原因。12块样地中的中径级q值基本都要大于林分平均q值，说明中径级林木株树随着径级的变化较大，3,5,8号样地的大径级林木不存在q值，是由于大径级中林木径阶不连续，导致q值无法计算。

表3 全林分及各径阶Q-值Table 3 Q-value of whole stand and each diameter class

3.2 各分布拟合的参数估计及x2检验

拟合结果见表4，1号和2号样地的c值在1～3.6，其直径结构为单峰左偏山状，其他样地的c值均小于1，说明林分径阶曲线是倒J型分布。γ分布的结果与Weibull分布结果一致。偏度系数＞0，说明直径分布都呈现左偏，林分中的小径级林木所占比例较大。其中2号样地的峰度系数为负值，说明2号样地中直径曲线比较平坦，直径的分布范围较大。

偏度表示非对称分布的偏斜方向与偏斜程度，偏度的正负分别表示右偏和左偏。偏度的绝对值越大表示左偏或右偏的偏斜程度越大，及曲线上左端或右端拖得尾巴越长。峭度表示分布的尖峭或平坦程度，及直径分布的集中程度，正值表示尖峭，负值表示平坦。由表4可知，11块样地偏度值都为正，说明样地左偏比较严重，说明所有样地中都是小径阶林木所占比例较大。

根据分布函数得到各径阶的理论值，与实际的径阶株数进行X2检验，与进行比较，小于则说明拟合效果较好。由表5可以看出， 1、4、6、7、9、11、12号样地服从Weibull分布；4、6、7、9、12号样地均符合Gama分布；1、2号样地服从正态分布，1、9、12号样地服从对数正态分布。总的来说，Weibull分布的拟合效果较好，拟合率也只有54.5%，γ分布次之，正态分布和对数正态分布的拟合效果较差。理论上来讲，Weibull分布具有很大的灵活性，可以拟合不同偏度。峭度的直径分布，但本研究表明，weibull分布虽然拟合率最高，但是效果并不理想，这是由于栲类次生林树种丰富，树种间直径生长情况的差异也会对直径的拟合结果产生部分影响。

表4 栲类次生林各样地直径拟合参数值Table 4 Fitting parameter values of diameters of Castanopsis secondary forests

表5 样地X2-检验结果Table 5 X2-test results of standard plots

4 结论与讨论

栲类次生林的小径阶林木所占比例较大，占到了56.9%～88.1%，大径级林木所占比例较小，仅为10%～15%，个别林分的大径级林木占了不到2%。说明将乐地区的栲类次生林中幼龄木较多，仍然处于恢复初期。

栲类次生林的直径-株数分布除了少数为单峰左偏山状分布外，大多为倒J型分布，即最小径阶的林木株树最多，随着直径的增大，林木株树开始急剧递减，到一定阶段后，其递减速度减慢，并逐渐趋于平稳。说明研究对象符合异龄林直径分布的特点，稳定性较强。

在直径分布拟合中，Weibull分布的拟合效果最好，正态分布和对数正态分布的拟合效果较差。说明了Weibull分布的适用性较强，可以进一步研究使用Weibull分布对林分直径结构进行预测[16-17]。

通过林分q值可以了解林分径阶株树的变化，将乐林场的栲类次生林中q值得变化较大，主要是由于中径级和大径级林木的径阶分布不合理，可能是由于早期对于阔叶林分的砍伐导致的，可以以此作为林分调整的一个方面。

本研究只是初步了解了福建将乐林场地区的直径结构，可以为林分的经营和调整措施的制定提供一些参考，要更加细致的了解该地栲类次生林的林分结构，需要更多的样地调查并且分树种进行分析。

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Study on diameter structure of Castanopsis secondary forest in Jiangle Forest Farm, Fujian

ZHAO Na , ZHENG Xiao-xian
(College of Forestry of Beijing Forestry University, Key Laboratory for Forest Resources and Environmental Management of State Forestry Administration, Beijing 100083, China)

By selecting 10 plots of Castanopsis secondary forest as the studying object in Jiangle Forest Farm in Fujian province, the sample-plot survey were made and the diameter structure and diameter classes were investigated for providing the basis to adjust the stand structure and to manage the forest plots. Through adopting Plot survey method, the 12 basic data were obtained, the diameters were divided into large, medium and small classes to calculate the proportions of each class and q-value. The diameter structures of the plots were fi tted with 4 kinds of probability distribution type to test the fi tting effects of different methods. The results show that the small classes trees occupied greater proportion, about 56.9%～88.1%. the q-values of medium and large classes changed largely; the fi tting effect with Weibull distribution was the best, the next was with γ-distribution, followed by normal and lognormal distribution in ture, being poor effects. It can be concluded that the diameter distribution law of Castanopsis secondary forest in this area was basically in line with the diameter distribution characteristics of uneven-aged forest, the big and middle Castanopsis secondary forest trees can be further adjust by using q-value as a reference.

Castanopsis secondary forest; diameter structure; diameter classes; Weibull distribution; gamma distribution; q-value

S758.5+3

A

1673-923X(2014)02-0077-04

2013-04-23

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

赵 娜（1989-），女，河北保定人，硕士研究生，研究方向为森林可持续经营

郑小贤（1956-），男，上海人，教授，博士生导师，主要从事森林可持续经营理论与技术研究；

E-mail：zheng8355@bjfu.edu.cn

[本文编校：吴 彬]