冀北山地落桦混交林空间结构优化技术研究

张楠

(河北木兰围场国有林场管理局,河北 承德 068450)

冀北山地落桦混交林空间结构优化技术研究

张楠

(河北木兰围场国有林场管理局,河北 承德 068450)

以木兰围场北沟林场的落桦混交林为研究对象，运用角尺度、大小比数和混交度3个指数对其林分空间结构进行了分析。结果表明：(1)落桦混交林中，落叶松的径级分布主要集中在11～21 cm之间，白桦则集中在13～17 cm之间，林分中落叶松的大径级林木比较少，大多在19 cm左右。而白桦的大径级林木则较多，但不集中；(2)落叶松的角尺度为0.531 8，属于团状分布，分布不尽合理，需要调整林分结构。而白桦则属于随机分布，比较合理，林分的整体角尺度为0.499 3；(3)林分的大小比数平均值为0.319 3，其中落叶松为0.325 3，57.8%处于优势地位，25.4%处于中庸状态，20.4%处于劣势地位。白桦为0.363 0，54.7%处于优势地位，23.4%处于中庸状态，21.4%处于劣势地位。落叶松的混交度比白桦的高，整体的林分混交度为0.406 0，处于中度混交，落叶松混交度为0.434 5，小部分的林木处于强度混交和极强度混交，占26.5%；白桦混交度为0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施来提高其混交度。

冀北山地；落叶松；白桦；混交林；结构优化

AbstractTaking forest ofLarixgmelinii&Betulaplatyphyllain Beigou Forest Farm of Mulan-Weichang as research object,the spatial structure of stand were analyzed by adopting three indices (angular scale, size ratio & mixed degree). Result show that: (1) In the mixed forest, the diameter distribution of the larch is mainly between 11 & 21 cm, andBetulaplatyphyllais concentrated between 13 & 17 cm. The large diameter ofBetulaplatyphyllain the forest is relatively small, and most of the DBH is about 19 cm.Betulaplatyphyllahave part of large diameter trees, but the diameter is not concentrated. (2) The angle ofLarixgmeliniiis 0.531 8, which belongs to the distribution of the lumps, the unreasonable distribution, the need to take measures to reduce the number ofLarixgmelinii, adjust the structure of the stands, andBetulaplatyphyllais a random distribution, is more reasonable, the overall angle of the stand is 0.499 3, the whole is more reasonable; the average number of stands is 0.319 3, of whichLarixgmeliniiis 0.325 3, 57.8% ofLarixprincipis-ruppreris dominant, 25.4% is in the moderate state, there are 20.4% in the inferior position;Betulaplatyphyllais 0.363 0, 54.7% in a dominant position, in the moderation of the state of 23.4%, 21.4% at a disadvantage position; the mixed degree ofLarixgmeliniiis higher than that ofBetulaplatyphylla, the overall stand 0.406 0 in moderate mixing, mixed degree ofLarixprincipis-ruppreris 0.434 5, a small part of the forest in the strength of mixed and very strong mixed, accounting for only 26.5%; mixed degree ofBetulaplatyphyllais 0.365 3, close to the weak mix, need to take measures for improving degree of mixed.

KeywordsMountain of Northern Hebei Province;Larixgmelinii;Betulaplatyphylla;mixed forest; structural optimization

森林结构基本组成是国内外林业工作者研究的重点领域，德国对此研究较深入[1-3]。在初期德国林业大多以单一的纯林为主，目的是取得更多的木材，随着时间的推移德国人逐渐认识到这种单一林分的诸多弊端，随后开始大力推进近自然经营，取得了很大的成绩。木兰围场具有丰富的林业资源，但是林分的管理缺乏科学性，以致有的林分生长比较差，其生态功能较差，无法满足人们日趋增长的生态需求，达不到可持续生长的发展需求。本文通过对木兰围场北沟林场的落桦混交林的结构进行研究，提出结构优化的相关措施，以期为当地林业生产经营提供参考[4-6]。

1 研究区概况

围场县位于承德境内，41°47′—42°06′ N，116°51′—117°45′E。与内蒙古接壤，处于冀北山地的沿坝地区，是山区与坝上的过渡地带，海拔750～1 829 m，年平均温度-1.5～4.8 ℃,年无霜期90～125 d，年均降水时间分布很不均匀，集中性比较强，降雨量380～560 mm，土壤的种类较多，总共有143个土种，植物种类资源非常丰富，野生的种子植物达到了793种，蕨类植物22种。此次的试验地点在围场县木兰林管局的北沟林场[6]。

2 研究方法

2.1 样地调查及布设

在北沟林场选取3块落桦混交林，在林分内设置大小为30 m×30 m的标准样地，并对标准地的基本情况进行了调查(见表1)，林分内的基本数据都是选择的平均值[7,8]。

表1 样地基本情况

2.2 主要研究方法

(1)角尺度(Wi)：是指所测的角α小于标定的标准角α0的数目占所有被调查林木的比例。

当Wi=0时，代表林分结构很均匀;当Wi=0.25,代表林分结构均匀;当Wi=0.5时, 代表林分结构随机;当Wi=0.75时, 代表林分结构不均匀;当Wi=1时, 代表林分结构很不均匀。利用角尺度可以充分表明林木个体在林分中的空间分布格局[9]。

(2)大小比数(Ui)：被测树种与参照树种相比，比参照树种大的株数占总的被测树的比例。

大小比数量值越高,说明参照树的生长越处于劣势地位。当Ui=0，表明林木的为状态优势;Ui=0.25表明林木的为状态亚优势;Ui=0.5表明林木的状态为中庸;Ui=0.75表明林木的状态为劣态;Ui=1表明林木的状态为绝对劣态[9]。

(3)混交度(Mi)：混交度指4株相邻林木与参照树种不同种类所占比例

混交度体现了一棵树与周围树木是否同种或者不同种的一种概率。当Mi=0,被测的4株树与参照树为同种树种，即为零度混交;Mi=0.25,被测的4株树中有1株与参照树不为同种树种，即为弱度混交;Mi=0.5,被测的4株树中有2株与参照树为不同的树种，即为中度混交;Mi=0.75,被测的4株树中有3株与参照树为不同种的树种，即为强度混交;Mi=1,被测的4株与参照树不属于同种树种，即为极强度混交[10]。

3 结果与分析

3.1 落叶松白桦混交林径级分布特征

经统计分析，落叶松的直径分布主要集中在11～21 cm，白桦则集中在13～17 cm，林分中落叶松的大径级林木比较少，大多的胸径在19 cm左右，而白桦的大径级林木则有一部分，但是径级并不集中；林分中落叶松的径级分布说明其林下的更新是比较差的，而白桦的更新则比较好，说明在混交林中阔叶树种比针叶树种更新良好。

3.2 落桦混交林空间结构特征

3.2.1 角尺度的测定 角尺度的大小反映了林分结构均匀程度。从表2可以看出落叶松的分布与白桦相比相对集中，落叶松的角尺度为0.531 8，属于团状分布，分布的不合理，需要采取措施来减少落叶松的数量，调整林分的结构，而白桦则属于随机分布，比较合理，落桦混交林中的其他树种的数量非常少，而且大多为幼苗，林分的整体角尺度为0.499 3，比较合理，但其中落叶松则需要进行调整。

表2 落桦混交林角尺度

3.2.2 大小比数的测定 大小比数反映了林木在林分中的生长优劣，从表3可知，落叶松57.8%处于优势地位，25.4%处于中庸状态，20.4%处于劣势地位；白桦则有54.7%处于优势地位，23.4%处于中庸状态，21.4%处于劣势地位。

表3 落桦混交林直径大小比数

3.2.3 混交度的测定 混交度反映了林分的混交程度，在表4中华北落叶松的混交度比白桦的要高，整体的林分混交度为0.406 0，处于中度混交，华北落叶松混交度为0.434 5，小部分的林木处于强度混交和极强度混交，占到26.5%；白桦混交度为0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施来提高白桦的混交度。

表4 落桦混交林混交度

4 混交林结构优化

4.1 径级结构调整措施

目前直径分布好的林分一般为天然异龄复层林分，在此林分中直径的分布呈倒“J”形，林分的发展要向这样的林分靠近。在人工林中大多是同龄的，直径的分布也比较集中，而混交林中的直径分布则大多以小径级的林木为主，大径级的林木较少，但也类似于倒“J”形曲线，林分需要向这个方向发展，则需要对林分进行结构调整，采伐掉生长比较差的林木，保留生长优良的林木，并根据实际情况引入一些乡土树种，从而促进林分的更新。

4.2 林分分布格局调整措施

对于林分分布如何调整，需要根据林分的角尺度的大小来进行，根据空间结构的大小来确定林分采伐的强度和目标。在林分进行调整的过程中都是将分布不均匀向分布均匀进行调整，也是林分演替的方向。在进行调整之时以角尺度0.5作为中间标准，在0.5两侧是不是够对称，如果不对称则需要进行调整。

对于林分整体角尺度高于0.517，处于团状分布时，需要对林分的分布进行调整，在进行调整的同时也要考虑到其他的因素，如径级结构、混交度和大小比数进行调整；对于林分整体角尺度是低于0.517时，林分的分布则是比较合理的，此时调整的重点则在中间部分，在进行调整时也要考虑到其他因子和遵循“首遇”的原则，所谓的“首遇”就是在进行调整的时候先碰到哪棵树则调整哪棵树。

4.3 林分大小比数的调整措施

林分大小比数能够有效地反映每棵树生长状况，参考指数一般都是胸径。大小比数如果合理对林下更新非常有益，能够通过对林分结构的改变来调整林木之间的竞争关系，实现林分的优化。

5 结论

5.1 落桦混交林中，落叶松的直径分布主要集中在11～21 cm之间，白桦则集中在13～17 cm之间，林分中落叶松的大径级林木比较少，大多数的胸径在19 cm左右，而白桦的大径级林木则有一部分，但是径级并不集中。

5.2 落叶松的角尺度为0.531 8，属于团状分布，分布的不合理，需要采取措施来减少落叶松的数量，调整林分的结构，而白桦则属于随机分布，比较合理，林分的整体角尺度为0.499 3，整体比较合理；林分的大小比数平均值为0.319 3，其中落叶松为0.325 3，57.8%处于优势地位，处于中庸状态25.4%，20.4%处于劣势地位；白桦为0.363 0，有54.7%处于优势地位，23.4%处于中庸状态，21.4%处于劣势地位；落叶松的混交度比白桦的高，整体的林分混交度为0.406 0，处于中度混交，华北落叶松混交度为0.434 5，小部分的林木处于强度混交和极强度混交，占26.5%；白桦混交度为0.365 3，接近于弱度混交，需要采取措施来提高白桦的混交度。

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SpatialStructureOptimizationofMixedForestofLarixgmeliniiandBetulaplatyphyllainNorthernHebeiProvince

Zhang Nan

(Mulan-Weichang State-owned Forest Farm Administration Bureau, Hebei Province,Chengde 068450,China)

S791.22;S792.153

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.09.008

1005-5215(2017)09-0024-03

2017-07-12

河北省林业厅科学技术研究计划项目(1705488)

张楠(1986-)，女，河北围场人，大学，工程师，从事林业经营技术研究,Email：363517454@qq.com