梅河口市国有林总场天然次生林紫椴种群空间分布格局

廖宇翔，于浩然，刘 剑，张 骁，吕雪燕

(1.吉林省重点国有林技术服务中心，吉林 长春 130022；2.吉林省林业勘察设计研究院，吉林 长春 130022)

紫椴(Tiliaamurensis)为椴树科、椴树属落叶乔木，国家二级重点保护野生植物，具有重要的保护价值，主要分布于朝鲜和中国黑龙江、吉林、辽宁地区[1]。种群的分布格局是种群特性、种间关系以及环境条件共同影响所决定的[2-4]。了解种群的空间分布格局，对揭示种群的发展特征及动态规律、探索植物的生存机制和群落的稳定性具有重要意义[5]。北京市紫椴种群大多数样方中的紫椴均呈聚集分布，随着林层的增高由聚集分布逐渐向随机分布过渡[6]。吉林市磨盘山紫椴种群幼树、小树在空间上呈聚集分布格局，大树在空间上随机分布，不同发育阶段紫椴个体在空间上呈负关联关系[7]。本文利用梅河口市国有林总场2015年森林资源调查复位样地数据，对天然次生林紫椴种群空间分布格局进行了研究，旨在为天然次生林紫椴种群的保护、恢复和可持续利用提供参考。

1 研究区概况

梅河口市位于吉林省东南部，长白山西麓，辉发河上游，地理位置125°15′～126°03′ E、42°08′～43°02 N。属温带大陆性季风气候，年平均气温4.6 ℃，年均日照时数2 479 h，年均降水量736 mm。研究区植被类型属温带针阔叶混交林，常见的乔木树种有蒙古栎(Quercusmongolica)、核桃楸(Juglansmandshurica)、紫椴(Tiliaamurensis)、春榆(Ulmusdavidianavar.japonica)、色木槭(Acermono)、红松(Pinuskoraiensis)、长白落叶松(Larixolgensis)和红皮云杉(Piceakoraiensis)等。

2 研究方法

2.1 数据来源

本文数据来源于2015年梅河口市国有林总场森林资源调查复位样地数据库，随机选择自然度为次生林、优势树种为紫椴、紫椴在树种组成中占30 %及以上的样地，共12个。样地多为20世纪60年代森林皆伐后自然生长起来的次生林，林分平均年龄52年，面积均为666.7 m2，形状为菱形。统计12个样地内检尺的树种、胸径、树高以及幼苗的树种和株数等。主要干扰类型为人为干扰，由于当地对天然林保护力度较大，林分人为干扰程度较低。

2.2 种群结构划分

径级结构:7.9 cm及以下为第Ⅰ径级、8.0～10.9 cm为第Ⅱ径级，每隔2.9 cm为1个径级，以此类推，大于28.9 cm均为第Ⅸ径级。

高度级结构:5.0 m以下为第Ⅰ高度级、5.0～6.9 m为第Ⅱ高度级、7.0～8.9 m为第Ⅲ高度级、9.0～10.9 m为第Ⅳ高度级，以此类推，大于20.9 m均为第X高度级。

2.3 种群分布格局

紫椴种群分布格局的确定采用偏离指数(V/M)的t检验和扩散型指数的F检验，并以平均拥挤度和聚块性指标确定分布格局强度。其中偏离指数是检验种群空间分布格局类型的常用方法之一，其统计学基础是泊松分布中方差与均值相等，一般采用t检验来确定偏离指数的实测值与1的差异程度；扩散型指数检验的最大优点是分布型、抽样数、抽样单位三者之间相互独立，其值表明个体在空间散布的非随机程度，用F检验可判定结果是否显著偏离泊松分布。

3 结果与分析

3.1 种群径级结构

以径级为横坐标、种群个体数为纵坐标，绘制种群径级结构图(见图1)。可以看出，种群幼苗、幼树数量较多，总体上随径级增大个体数逐渐减少。种群径级结构近似呈倒“J”型分布，但存在波动，第Ⅴ径级个体数明显偏少，其他径级个体数量较为稳定，属于增长型种群。

图1 紫椴种群径级结构

3.2 种群高度级结构

对种群各高度级个体数量进行整理，结果见图2。种群个体数在Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级存活较多，合计211株，占存活个体总数的59.9 %；Ⅷ级、Ⅸ级和Ⅹ级存活个体数次之，合计101株，占存活个体总数的28.7 %；Ⅴ级、Ⅵ级和Ⅶ级分布较少，存活个体数合计40株，仅占存活个体总数的11.4 %。种群中林冠下层和上层个体数量较多，中层个体数量较少，是典型单层林分特征。

图2 紫椴种群高度级结构

3.3 种群分布格局

对种群空间分布格局进行测定，结果见表1。可以看出，种群总体上服从聚集分布，且聚集程度较高，但随径级增加种群分布格局逐渐从聚集分布转为随机分布。这种变化主要是由于种子的散布与萌发较为集中，种群中小径级分布格局较为聚集，随着龄级的不断增长，种群内竞争不断激烈，加上环境因素的共同作用，种群分布格局逐渐转变为随机分布。

表1 紫椴种群分布格局

4 结论

在不同年龄阶段下，植物种群受生境条件和外界干扰空间分布格局发生较大变化[8]。紫椴种群径级结构近似呈倒“J”型分布，属于增长型种群；种群中林冠下层和上层个体数量较多，中层个体数量较少，是典型单层林分特征。

天然次生林紫椴种群总体上服从聚集分布，且聚集程度较高，但随径级增加种群分布格局逐渐从聚集分布转为随机分布。种群这种分布格局的变化主要是由于各径级中种群个体竞争强度的变化，以及个体适应环境条件的能力变化导致。本文中紫椴种群所表现的结构和分布格局也可能与环境条件及其他物种间的关联有关，还需进一步研究。