冀北山地蒙古栎次生林的林分结构与生物量调查研究

吴树芹

（承德市滦平国有林场管理处，河北 滦平 068250）

蒙古栎（Quercus mongolica）属壳斗科栎属，落叶高大乔木，是中国东北、华北山地天然次生林的主要成林树种。蒙古栎抗性强，适应性广，尤其是抗干旱瘠薄能力强，在冀北山地森林植被中占有重要地位，如滦平国有林场管理处有林地面积27128hm2，其中天然林16149hm2，蒙古栎次生林11548hm2，占有林地面积的42.5%和天然林面积的71.5%。但由于本区森林植被破坏严重，立地条件较差，现存蒙古栎林多属低质林，如25a生平均胸径8cm，平均蓄积35.5m3/hm2。研究蒙古栎林次生林的林分结构与生产力对于森林经营与合理利用有着重要的指导意义。

1 研究材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于河北省承德市滦平县，属冀北燕山山脉中段。本区地貌呈现中山、低山、丘陵、河谷、平地相间分布，山峦叠嶂、河谷纵横交错。本区气候属中温带向暖温带过渡的半干旱半湿润大陆性季风型燕山山地气候。年平均气温7.6℃，最冷月份为1月，平均气温-10.8℃，无霜期149d；多年平均降水552.6mm，多集中在6～8月，占全年降水的70.5%；多年平均蒸发量1679mm。该区地形复杂，土壤分布主要表现为垂直地带性，随海拔高度变化由低而高的变化为草甸土-褐土-棕壤。海拔700m以上山地，大都为非耕地，土壤发育以棕壤为主，土壤表层有机质含量丰富。本区属华北植物区系，植被类型属我国东部湿润森林区温湿带半旱生落叶阔叶林和灌丛草原亚带。

1.2 试验地点

试验地点位于山地的阴坡，海拔约800m，土壤类型为山地棕壤，林龄约25a，林相整齐，植株密集，乔木层郁闭度约0.9～1.0，林下灌草多生长不良。

1.3 研究方法

采用标准地调查法，根据地形布设约1000m2矩形样地7块。对样地内胸径大于4.0cm的乔木进行每木胸径检尺，林木胸径按2cm进行径阶整化和株数统计，求算平均胸径。在林内选取各径阶样木，伐倒后测定树干和树枝的生物量鲜重，并取样室内烘干称重以求算含水率。以胸径（D）为自变量，建立林木地上部分生物量估计模型，以估算林分单位面积生物量密度。

2 结果与分析

2.1 蒙古栎次生林的群落结构

该区蒙古栎由于郁闭度高，林内植物种类较简单。乔木层树种以蒙古栎（Quercus mongolica）为主，伴生有少量的蒙椴（Tilia mongolica）、白桦（Betula platyphylla）、山杨（Populs davidiana）、糠椴（Pinus tabuliformis）、山榆（Ulmus davidiana）、小叶白蜡（Faxinus bungeana）、五角枫（Acer mono）等树种，郁闭度约0.90；灌木层主要有小花溲疏（Deutzia parviflora）、照山白（Rhododerdron micranthum）、榛（Corylus heterophylla）、映红杜鹃（Rhododendron mucronulatum）、华北绣线菊（Spiraea fritschiana）、美丽胡枝子（Lepedeza formosa）等树种，植被盖度约20%，高度约1.5m。草本层植物种类单一，主要由细叶苔草（Carex lanceolata）和少量菊科蒿属植物构成，植被高度约20cm，盖度约10%。林下枯落物丰富，平均厚度约8cm，载量5.1t/hm2。

2.1 蒙古栎次生林的林木胸径结构

蒙古栎次生林为人工皆伐后的萌生林，主要依靠已有伐桩萌芽而来，每伐桩可萌生较多萌条，经自然稀疏和人工定株后，一般多为单株，也有个别为2～3株丛生。调查样地内林木平均胸径10.0cm，径级分布范围4.0～18.0cm，其中山榆、白蜡、椴等伴生树种多居于林木的下层，而杨、桦等速生树种则居于林木上层。各径阶株数分布见图1。图1显示，蒙古栎林的胸径结构分布特征呈左偏单峰状，主要分布在6.0～12.0cm径阶，约占总株数的85%；其中径阶8cm分布株数最多，约占26%；而径阶4cm和6cm的下层木株数约占23%；而径阶高于14cm的优势木株数约占10%。

图1 蒙古栎次生林林木胸径结构

2.3 蒙古栎次生林乔木层生物量

蒙古栎的树干、枝桠和树枝均可做为食用菌栽培中培养香菇的上好原料，由于本区食用菌规模日益扩大和天然林禁伐，食用菌培养料一度紧缺。由于蒙古栎次生林多代萌生，干形多弯曲、生长不良，可实际造材的数量很少，实际产出以废木为主，生产中主要用于薪材或加工成食用菌栽培养料，由于加工成食用菌料增值较高，成为废材销售的主要途径。根据所获得样木的树干和枝桠的生物量数据，分别建立了蒙古栎林木生物量鲜重（模型1）和干重（模型2）估计模型：

其中W—林木地上部分生物量湿重（kg）；D—林木胸径（cm）；R2=0.9656。

其中W—林木地上部分生物量干重（kg）；D—林木胸径（cm）；R2=0.9651。

上述估计模型回归关系显著，对于胸径4～18cm蒙古栎林木单株地上生物量有较强适用性。采用下层疏伐法按照常规20%的采伐株数强度对林分进行抚育，抚育后各样地郁闭度均不低于0.7，符合河北省和国家相关森林抚育技术标准，各样地抚育前后林分因子变化及出材量统计详见表1。采伐生物量采用模式1估计，并按90%的产出率折算成木屑实际产量。结果显示，林木采伐可产出木屑10.93t/hm2，按400元/t的售价，可大幅降低抚育成本甚至出现一定程度的盈余。

表1 蒙古栎次生林抚育前后林分因子变化及出材量统计

3 结论与讨论

调查结果显示，蒙古栎次生林为纯林，林木密度高，25a生林分平均胸径约10cm，生产力水平较低；但林分下层树种较为丰富，抚育可起到调整树种结构和促进林分生长的意义。

蒙古栎次生林中龄林的林木密度高，胸径结构分布为左偏型单峰状，正处于旺盛生长时期；林木间分化不明显，下层木约占23%，而优势木所占比例过小。此期林分已完全郁闭，为了促进林分生长也应及时抚育。

以胸径为自变量建立了蒙古栎林木地上生物量估计模型，适用于胸径4～18cm蒙古栎林木，对于森林经营方案编制和预期出材量估计有一定指导意义。

采用采伐株数强度20%进行了抚育试验，伐后林分郁闭度均不低于0.7，符合河北省和国家相关森林抚育技术标准。抚育可产出食用菌栽培用木屑 10.93t/hm2，可增收 4370元//hm2，对于林分健康发育、降低营林成本和促进食用菌产业发展有着重要意义。