基于分层的典型猴欢喜天然林特征分析

李志明

(福建省顺昌县林业局,福建 顺昌 353200)

猴欢喜(Sloaneasinensis)为杜英科猴欢喜属的常绿乔木,是中亚热带天然阔叶林的常见树种,也是优良的用材树种、园林绿化树种和生物质能源树种[1-7],由于猴欢喜属中小型乔木,不易形成建群种,有关猴欢喜天然林的研究很少[8-10],目前尚未见典型猴欢喜天然林的相关研究。

1 研究区概况

研究区地处福建万木林省级自然保护区,位于福建省建瓯市房道镇境内,地理位置为北纬27°03′,东经118°09′,保护区面积189 hm2,属武夷山南坡低山丘陵,海拔230～556 m；中生代燕山运动侵入的花岗岩为主要成土母岩,红壤。典型猴欢喜天然林面积约1 hm2,立地为Ⅱ类地,西北坡中部,海拔375～450 m,长期封禁保护的核心区内。该区属中亚热带海洋性季风气候,热量丰富、降水充沛、季风显著、四季分明；年平均气温18.7 ℃,1月份平均气温8.0 ℃,极端最低气温-7.3 ℃,7月份平均气温28.5 ℃,极端最高气温41.4 ℃ ；日均气温 ≥10℃ 的活动积温累计平均5 966 ℃ ；年平均降水量1 664 mm,5—6月最多,雨日年平均137 d；年平均日照1 813 h,7月最多,2月最少；全年无霜期277 d；年平均相对湿度80%；年平均蒸发量为1 327.3～1 605.4 mm。保护区内有维管束植物1 145种，61亚种及变种,分属161科581属。

2 研究方法

2.1 群落学调查和测树学调查

采用样地法进行群落学特征调查与分析[11],选择代表性地段设置1个50 m×50 m样地,再将样地划分为25个10 m×10 m样方进行调查,调查胸径≥5.0 cm的所有乔木层林木,并进行重要值(相对多度、相对优势度和相对频度之和除以3)计算。结合群落学特征调查,进行测树学特征调查与分析[12]。对所有乔木层林木进行定位并准确调查记录每株林木的树种名称、胸径、树高、枝下高、冠幅和冠形等因子。

2.2 林层划分

在进行样地调查的同时,采用最大受光面(Maximum Light Receiving Plane,MLRP)法[13-14]进行林层划分,确定并记录乔木层所有林木所属乔木亚层,在此基础上进行乔木层和各乔木亚层的林分特征分析。

2.3 物种多样性测度

采用物种丰富度、物种多样性指数、物种均匀度及生态优势度指标综合测度物种多样性,物种丰富度(R)采用物种的数目,即群落种的丰富度(S)；Shannon-Wiener指数(SW)表示物种多样性；物种均匀度(E)采用Shannon-Wiener均匀度；生态优势度(ED)用Simpson生态优势度[11]。各计算公式为:

(1)

E=SW/log2S

(2)

(3)

式中:SW表示Shannon-Wiener多样性指数；S表示物种数量；ni表示某一物种的个体数；N表示全部物种的个数；Pi表示第i个物种个体数量的百分数；E为基于Shannon-Wiener多样指数的均匀度；ED为Simpson生态优势度。

3 结果与分析

3.1 林层结构

典型猴欢喜天然林郁闭度达到0.95以上,林层分异明显。应用最大受光面法可将乔木层明显划分为第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层,最大受光面高度为16.5 m。第Ⅰ亚层林木树高≥27.0 m,第Ⅱ亚层林木树高在16.5～26.9 m之间,第Ⅲ亚层林木树高<16.5 m。第Ⅰ亚层与第Ⅱ亚层构成受光层,第Ⅲ亚层为非受光层。

3.2 树种组成

典型猴欢喜天然林各林层树种重要值如表1所示。乔木层共有猴欢喜、木荷、拉氏栲、浙江桂、桂北木姜子等50种树种,树种组成丰富。乔木层中,猴欢喜占较大优势,重要值为16.07%(其中相对多度为24.37%),有木荷、浙江桂、观光木、乐东拟单性木兰、蓝果树、福建含笑、刺叶野樱、深山含笑、少叶黄杞等高价值或珍贵树种。第Ⅰ亚层组成树种有木荷、拉氏栲、蓝果树、浙江桂、观光木、乐东拟单性木兰、福建含笑、刺叶野樱等树种,木荷与拉氏栲占优势,重要值高达29.30%与20.34%；第Ⅱ亚层组成树种有猴欢喜、浙江桂、桂北木姜子、米槠、木荷等树种,猴欢喜占绝对优势,重要值高达31.48%；第Ⅲ亚层组成树种有猴欢喜、福建山矾、桂北木姜子、光叶山矾、米槠等树种,还是猴欢喜占绝对优势,重要值高达23.57%。猴欢喜为中小型乔木,没有出现在第Ⅰ亚层,但在第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层中都占绝对优势。

表1 典型猴欢喜天然林各林层树种重要值

(续表)

3.3 物种多样性

典型猴欢喜天然林各林层物种多样性如表2所示。乔木层各林层都具有丰富的物种多样性,林层越低物种多样性越高。乔木层物种丰富度S、多样性指数SW、均匀度E和生态优势度ED分别为50,4.56,0.81,0.09。

表2 典型猴欢喜天然林各林层物种多样性

3.4 主要林分调查因子

典型猴欢喜天然林各林层主要林分调查因子如表3所示,全林平均胸径26.1 cm,平均树高28.06 m,株数密度912株/hm2,单位面积蓄积量590.58 m3/hm2。林分单位面积蓄积量高。第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层的单位面积蓄积量占比分别为75.8%,18.1%和6.1%,株数密度占比分别为10.1%,20.6%和69.3%。

3.5 林分胸径与树高特征

全林分及各亚层胸径和树高的平均值、标准差和变异系数如表4所示。分层后胸径和树高的变异系数显著降低。第Ⅰ亚层与第Ⅱ亚层的树高变异系数较小,说明其树高分异较小、树高高度相对一致,体现了受光层树木对光的竞争结果。

表3 典型猴欢喜天然林各林层主要调查因子

表4 典型猴欢喜天然林各林层胸径和树高特征

4 结论与讨论

典型猴欢喜天然林林层分异明显,乔木层可明显划分为3个亚层,最大受光面高度为16.5 m,第Ⅰ亚层林木树高下限为27.0 m。乔木层共有50种树种,猴欢喜重要值为16.07%,有木荷、浙江桂、观光木、乐东拟单性木兰、蓝果树、福建含笑、刺叶野樱、深山含笑、少叶黄杞等高价值或珍贵树种。第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层组成树种分别为11种、15种和38种,其中猴欢喜的重要值分别为0%,31.48%和23.57%。乔木层物种丰富度S、多样性指数SW、均匀度E和生态优势度ED分别为50,4.56,0.81,0.09,其中第Ⅰ亚层分别为11,3.03,0.88,0.16,第Ⅱ亚层分别为15,3.23,0.83,0.17,第Ⅲ亚层分别为38，4.30，0.82，0.09。全林平均胸径26.1 cm,平均树高28.06 m,株数密度912株/hm2,单位面积蓄积量590.58 m3/hm2。林分单位面积蓄积量高。第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层的平均胸径分别为66.6,27.5,11.0 cm,平均树高分别为33.68,20.64,12.00 m,株数密度分别为92,188,632株/hm2,单位面积蓄积量分别为447.36,107.10,36.12 m3/hm2。第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层的单位面积蓄积量占比分别为75.8%,18.1%和6.1%,株数密度占比分别为10.1%,20.6%和69.3%。分层后胸径和树高的变异系数显著降低；第Ⅰ亚层与第Ⅱ亚层的树高变异系数较小,说明其树高分异较小、树高高度相对一致,体现了受光层树木对光的竞争结果。

在典型猴欢喜天然林中,猴欢喜树高最高为20.60 m(对应胸径为25.9 cm)、胸径最大为30.9 cm(对应树高为19.00 m),为中小型乔木。虽然猴欢喜并没有出现在第Ⅰ亚层,最高的树高也不高(未达第Ⅱ亚层平均高),但由于有众多的林木个体,即有很高的株数密度,猴欢喜在第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层中都占绝对优势,因此,猴欢喜种群应该还会在很长时间内在群落中保持其优势地位。