塞罕坝地区针阔混交林空间结构特征研究

张泽光

（河北省塞罕坝机械林场, 河北围场068466)

塞罕坝地区是阻挡风沙的重要绿色屏障, 尤其是京津地区， 因此该地区林分稳定性至关重要，林分的空间结构是体现其稳定性的重要指数，针阔混交林作为该地区的主要林分类型，能够具有有一定的代表性， 所以研究该林分的空间结构非常有必要。 本文以塞罕坝地区针阔混交林作为研究对象，对林分主要树种的直径分布状况与空间结构相关参数进行调查分析，从而了解该地区的针阔混交林空间结构的具体状况，以期为该地区森林经营提供理论依据和技术支撑[1-3]。

1 研究区概况

塞罕坝地区位于河北围场县北部，地处内蒙古高原与冀北山地交接处， 地理坐标为北纬42°02′-42°36′， 东经116°51′-117°39′， 海拔高度1010-1939.6m，地形大体上可分为熔岩高原丘陵地形和熔岩高原丘陵平原两种类型。 该地区属寒温带大陆性半干早半湿润季风气候区，降水量偏少，年平均降水量454.2mm，最大年降水量636.0mm，最小年降水量258.0mm， 蒸发潜力大于降水量；年均气温-1.4℃，极端最高气温30.9℃，极端最低气温-43.2℃；日平均气温≥0℃的年积温为2072.8℃，≥5℃的年积温为1984.0℃，≥10℃的年积温为1663.5℃，土壤类型坝上地区以风沙土为主， 兼有草甸土和沼泽土，而接坝山区多为灰色森林土、棕壤，少部分为褐土。 目前该地区树种主要以华北落叶松林（Larix principisrupprechtii Mayr）、油松（Pinus tabulaeformis Carr）、 云杉 （Picea asperata Mast）、 白桦（Betula platyphylla Suk.）、山杨（Populus davidiana Dode）、蒙古栎（Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.）等为主。

2 研究方法

2.1 样地调查方法

通过实地勘察，样地设置在塞罕坝地区第三乡林场，选择针阔混交林（华北落叶松、白桦、山杨）作为研究对象进行样地调查， 设置面积为30m×30m 的样地，林龄30a，对样地内林木进行每木检尺，记录树种组成、树高、胸径、枝下高、林冠冠幅等因子[4-6]。

2.2 空间结构指标[7-9]

林分角尺度（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的林木的比例。表达式为

林分角尺度在0 到1 之间取值， 当Wi=0 时表示中心木分布的很均匀， 即Wi的值越大中心木分布的越不均匀。

林分大小比数（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。 表达式为

林分大小比数在0 到1 之间取值，当Ui=0 时表示中心木为优势木，即Ui的值越大中心木越处于劣势。

林分混交度（Mi）：混角度指4 株相邻林木与参照树种不同种类所占比例。 表达式为其中

林分混交度在0 到1 之间取值， 当Mi=0 时表示中心木与最近的相邻木是同一树种，即零度混交，而Mi 值越大中心木与相邻木混交程度越大。

3 结果与分析

3.1 林分角尺度

针阔混交林角尺度见表1，由表可知，华北落叶松、山杨，属于随机分布，分布的比较均匀；白桦、五角枫与蒙古栎分布不均匀，处于聚集分布的状态，五角枫与蒙古栎为伴生树种，而且多为幼树，因此，林分进行结构调整时华北落叶松与山杨不需要进行调整，白桦需要进行抚育来调整分布，而五角枫与蒙古栎属于伴生树种，径级较小、数量较少，不需要进行调整。

3.2 林分大小比数

针阔混交林的大小比数见表2， 从表2 可以看出林分的主要树种华北落叶松、白桦与山杨处于优势地位，要远远高于五角枫与蒙古栎。 山杨与白桦处于优势的比例最高达到了68%，处于中庸状态的比例达到了20%，只有12%处于劣势状态，华北落叶松属于人工栽植的后期树种，并且针叶林前期生长速度较阔叶慢，因此在一定程度上受到了阔叶树种的压制，因此处于优势地位的比例低于优势阔叶树种，为55%，处于中庸状态的比例较高，为27%，处于劣势状态的为18%；五角枫与蒙古栎大部分都是处于劣势地位，生长空间很小。

表1 林分的角尺度Table 1 Angle scale of the stand

表2 林分的大小比数Table 2 Size ratio of forest stand

3.3 林分大小比数

针阔混交林的混交度见表3，由表可以看出，华北落叶松、白桦、山杨混交程度不高，处于中度混交状态，而伴生树种的混交度在90%以上。 白桦、山杨处于弱度混交以下状态的比例较高， 高达60%，中度混交比例为24%，强度混交比例较低，为16%；华北落叶松处于弱度混交的比例较优势阔叶树种较低，为50%，处于中度混交比例为31%，处于强度混交的比例相对较高，为19%；五角枫与蒙古栎数量少，并且分布的较散，因此多为强度混交。

表3 林分的混交度Table 3 Mixing degree of stand

4 结论与讨论

林分的空间结构有助于生物学的发展，通过对空间结构真实状态进行分析，从而制定较为科学的采伐方向与目标，为实际操作提供了理论基础。 为研究针阔混交林空间结构特征， 选择了角尺度、大小比数与混交度三个指标作为评定参数，结果表明林分中主要树种华北落叶松与山杨角尺度均低于0.5 处于随机分布，而白桦处于弱度的聚集分布，因此华北落叶松、山杨分布较均匀，不需要进行调整，白桦分布不均匀需要进行抚育来调整分布。 林分呈现这种状态的原因可能是林木之间竞争从而进行自然稀疏造成的，针叶树种随着生长速度不断的加快与阔叶树种的优势差距不断缩小，在这种状态下有利于针叶树种的生长。