杉木和福建柏混交林中福建柏天然更新幼苗幼树空间分布

颜建北

(大田县林业局，福建 大田 366100)

混交异龄林是破解林分树种单一、结构简单、生产力水平较低、生态功能不强、景观颜值不高、森林火险性高、有害生物扩散蔓延迅速等系列突出问题，促进林分结构调整和质量提升的有效手段。而林分中天然更新幼苗的空间分布格局及种群变化情况又是国内外学者研究异龄林经营的的重点之一[1-2]。福建柏(Fokieniahodginsii)属常绿乔木，是福建省乡土珍贵树种，为良好的用材和园林绿化树种[3-4]，其天然更新能力强。目前，国内对福建柏人工纯林下天然更新分布格局[3]及福建柏采伐迹地人工促进天然更新情况[4]作了一定研究，但对福建柏和杉木混交林下天然更新情况尚未见报道。本试验研究福建柏和杉木混交林的天然更新特征及其空间分布格局，以期为福建柏混交林的天然更新及人工促进其形成异龄复层林和福建柏混交林的“近自然经营”提供参考。

1 研究方法

1.1 研究地概况

研究地位于福建省大田桃源国有林场，东经117°35′50″-117°35′53″，北纬25°49′7″-25°49′5″属中亚热带海洋性季风气候，年均温在15.3-19.6℃，年均降水量在1491.2-1809.6mm。福建柏和杉木混交林样地设置在浮山工区115林班1大班3小班，坡向西南，坡度23°，土壤为黄红壤，海拔475-675m；林龄53a，树种组成8杉2建，杉木保存株数1550株·hm-2，福建柏保存株数325株·hm-2，杉木的平均胸径19.4cm，平均树高16.5m，福建柏的平均胸径18.8cm，平均树高13.8m，平均郁闭度0.8；灌木层主要树种白花苦灯笼、刺楠、润楠、冬青、山矾、黄牛奶树、野含笑等，草本层主要植物为毛蕨、铁线蕨、芒萁骨、草珊瑚等，其平均盖度30%，平均高为60cm。乔木层福建柏大树的空间分布情况(见表1)。

表1 福建柏母树空间分布格局Table.1 Spatial distribution pattern of seed trees of Fokienia hodginsii

1.2 调查方法

在小班内选择人为干扰活动较少且林分条件相对一致的地段从下而上连续设置福建柏和杉木混交林4条样带。每条样带大小10m×60m，采用相邻网格法，将样带划分为1m×1m的600个小样方，4条样带共2400个小样方。对小样方内的上层木、乔木幼树(树高大于等于30cm)的树高、胸径、冠幅生长情况进行调查并记录，更新层的乔木幼苗(树高小于30cm)只记录株数，并且记录幼苗幼树的位置[5]；同时对灌木层、草本层内的基本植物种类及生长、分布情况进行调查记录；试验地所处的经纬度及其海拔用GPS来测定，并记录样带的坡向、坡位等因子。

1.3 空间格局分析

2 结果与分析

2.1 福建柏更新层不同高度级分布情况

由表2可知，在更新层中，福建柏幼苗幼树的密度随不同高度级的变化而变化是非常明显的。从总体上看<30cm高度级的福建柏密度最大，其密度达6892株·hm-2，到≥30-60cm高度级时，福建柏密度急剧减少，其密度只有133株·hm-2，降幅达到98.1%，然后，随着福建柏高度级的增大其密度逐渐增大，≥30-60cm到≥60-90cm、≥60-90cm到≥90-120cm这两个高度级福建柏密度增幅较大，分别增加了67.8%、52.4%。到了≥150-180cm这个高度级时，出现一次高峰，其密度达到1238株·hm-2，而后，随着福建柏高度级的增大其密度逐渐减少，≥210-240cm到≥240-270cm、≥240-270cm到≥270-300cm这两个高度级福建柏密度降幅较大，分别减少了29.9%、50.0%。从福建柏高度级分布情况表明，福建柏更新层曾出现过两个更新高峰，随着高度级的增加，福建柏密度先急剧下降，迅速上升，逐渐上升，到一定高度又逐渐下降，而后又迅速下降。

表2 福建柏更新层不同高度级密度Table.2 Density of different heights in the regeneration layer of Fokienia hodginsii

2.2 福建柏更新空间分布格局

2.2.1更新层不同高度级的福建柏分布格局

通过对更新层福建柏不同高度级的空间分布情况进行聚集度指标测定(见表3)。可知，在<30cm、≥30-60cm、≥90-120cm、≥120-150cm、≥240-270cm、≥270-300cm等高度级中，福建柏幼苗幼树的空间分布聚集度指标：I指标最小值为0.0021>0、M*/M指标最小值为1.0222>1、Ca指标最小值为0.0222>0、扩散系数C最小值为1.0021>1、K指标最小值0.1268>0，空间格局呈现出聚集分布，而在≥60-90cm、≥150-180cm、≥180-210cm、≥210-240cm等高度级中，福建柏幼苗幼树的空间分布聚集度指标：I指标最大值为-0.0024<0、M*/M指标最大值为0.9414<1、Ca指标最大值为-0.0586<0、扩散系数C最大值为0.9976<1、K指标最大值为-2.4732<0，空间格局呈现出均匀分布。从总体上看，随着高度级的变化，福建柏幼苗幼树呈现出聚集—均匀—聚集—均匀—聚集交替分布的空间格局。

表3 更新层福建柏不同高度级空间分布格局Table.3 Spatial distribution pattern of different heights of Fokienia hodginsii in renewal layer

2.2.2 更新层福建柏幼苗空间分布格局

表4 更新层福建柏幼苗空间分布格局Table.4 Spatial distribution pattern of Fokienia hodginsii seedlings in regeneration layer

2.2.3更新层福建柏幼树空间分布格局

表5 更新层福建柏幼树空间分布格局Table.5 Spatial distribution pattern of Fokienia hodginsii saplings in regeneration layer

3 讨论与结论

对于混交林来说，其各种植物种群的数量和分布情况，各种植物的更新能力具有很大关系。如何评判某一树种的更新潜力，往往可用更新层树种的高度级来进行判断[7]。本文通过研究发现，在福建柏和杉木混交林中，更新层的树种比较单一，福建柏幼苗幼树占绝对优势，未见有杉木更新幼苗幼树，而绒毛润楠、山矾只有零星分布，数量极少，究其原因，可能是由于其他树种更新能力较差，幼苗幼树生长受限，从而造成保存数量极少。在福建柏和杉木混交林中，福建柏母树产生大量的种子撒播在地上，当生境条件符合种子萌发时，就会产生大量幼苗。在更新层中，福建柏幼苗幼树的密度随不同高度级的变化而变化是非常明显的。从总体上看<30cm高度级的福建柏密度最大，其密度达6892株·hm-2，而在≥30-60cm高度级时的福建柏密度最小，其密度只有133株·hm-2，≥30-60cm到≥60-90cm、≥240-270cm到≥270-300cm这两个高度级内，其密度变化幅度较大，其增降幅度分别达到67.8%、50%。在不同高度级中，随着高度级的增加，福建柏的密度表现出先急剧下降，迅速上升，逐渐上升，到一定高度又逐渐下降，而后又迅速下降，其间出现两个高峰，这与杨华对长白山云冷杉的更新研究得出的其高度级分布近似双峰分布类似[8]。造成的主要原因可能是幼苗幼树密度制约性死亡及林分内生境等因子的变化。

在福建柏和杉木混交林中，随着高度级的变化，福建柏幼苗幼树呈现出聚集—均匀—聚集—均匀—聚集交替分布的空间格局。同时，对更新层中的福建柏幼苗幼树的空间分布型聚集度指标进行测定分析，其总体的空间格局是聚集分布，这与李大岔等人对福建柏人工林天然更新幼株空间分布格局相似[3]。造成福建柏天然更新的聚集分布空间格局，主要是由于福建柏种源的生物学特性、种子萌发幼苗以及适合幼苗幼树生长的自然条件等因素的影响[9-10]。

福建柏和杉木混交林的天然更新过程中，为了达到形成异龄复层林目的，根据不同高度级福建柏幼苗幼树密度变化及其幼苗幼树空间分布格局，对更新层采取适当的经营措施进行密度调控，同时改善更新层福建柏幼苗幼树生长发育的生境条件，从而促进福建柏幼苗幼树的正向生长。