竹木混生林中观光木的空间结构及竞争力比较_赖建明.pdf
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1、第 50 卷 第 2 期2 0 2 3 年 6 月福建林业科技JourofFujianForestrySciandTechVol.50No.2Jun.,2 0 2 3doi:10 13428/j cnki fjlk 2023 02 004竹木混生林中观光木的空间结构及竞争力比较赖建明(福建省明溪国有林场,福建 三明 365200)摘要:于 2020 年 35 月,在福建省明溪县夏阳乡的竹木混生林中,采用 3 种择伐方式(HW、HE、JW 处理),以不间伐的林分作为对照(CK),选择观光木为对象木,与观光木相邻的 4 株林木作为竞争木,测定混交度(Mi)、角尺度(Wi)、密集度(Ci)等主要空间
2、结构指标,并采用 Hegyi 竞争模型计算观光木竞争指数,对其空间结构及竞争力进行综合评价。结果表明,对照(保留竹木混生林原有状态)中,观光木的 Mi、Wi、Ci分别为 1.0、0.6667、0.7083,属极重度混交,呈团状、密集分布;同一高度级林木竞争指数基本上高于择伐处理,由于空间结构不合理,观光木受到以毛竹为主的竞争木上层遮盖和侧方挤压程度大,竞争力较低。择伐处理中,以 HE 处理(以对象木为中心,砍伐半径 2 m 范围内所有竞争木)效果最好,观光木的Mi、Wi、Ci分别为 1.0、0.3125、0.2500,混交度仍属极重度混交,但分布格局呈均匀、开阔分布,同一高度级竞争指数较大幅度
3、降低,观光木竞争力增强;不同高度级观光木的平均竞争指数存在差异,小于 10 12 m 高度级观光木的平均竞争指数基本大于0.5;大于10 12 m 高度级的观光木竞争指数在0.1280 0.4870 之间,竞争指数较大幅度降低,趋于平稳,观光木竞争力增强。在观光木树高达到 10 m 之前,采取人工干预是必要且关键的技术措施。关键词:观光木;毛竹;竹木混生林;择伐;空间结构;竞争指数中图分类号:S725.2;S718.54+2文献标识码:A文章编号:1002 7351(2023)02 0017 07Comparison of Spatial Structure and Competitivene
4、ss of Tsoongiodendron odorumin Bamboo-wood Mixed ForestLAI Jianming(Mingxi State-owned Forest Farm,Fujian,Sanming 365200,Fujian,China)Abstract:From March to May 2020,three selection cutting methods(HW,HE,JW)were adopted in the bamboo-wood mixed forestin Xiayang Township,Mingxi County,Fujian Province
5、.The survey,taking forest stand without tending cutting as the control check,Tsoongiodendron odorumas the observation group,and four trees adjacent to Tsoongiodendron odorumas competing trees,got the mainindexes of spatial structure,including mixing degree(Mi),angular scale(Wi)and density(Ci),which
6、were analized by Hegyicompetition model to calculate the competition index of Tsoongiodendron odorum.The results showed that the Mi,Wiand Ciof Tsoon-giodendron odorum in the control group were 1.0,0.6667 and 0.7083 respectively,which was regarded as extremely heavy mixedforest with clumpy and dense
7、distribution.The competition index of trees at the same height level is basically higher than that ofwoods with selection cutting treatment.The competitiveness of Tsoongiodendron odorum is low due to unreasonable spatial structure,because the Tsoongiodendron odorum are covered and occupied space by
8、the competing trees,mainly Phyllostachys heterocy-cla.Tsoongiodendron odorum with HE treatment(with the target trees as the center and all competing trees within a radius of 2 m)had the best effect,the Mi,Wiand Ciof which were 1.0,0.3125 and 0.2500.The mixing degree was still extremely severe,but th
9、edistribution pattern was uniform and open,and the competition index of the same height class was significantly re-duced.Tsoongiodendron odorum competitiveness increased;the average competition index of Tsoongiodendron odorum with differentheight classes is different.When the height is less than 10
10、12 m,the average competition index of Tsoongiodendron odorum is basi-cally higher than 0.5.When the height is higher than 10 12 m,the competition index of Tsoongiodendron odorum is between0.1280 and 0.4870.The competition index decreases significantly and tends to be stable,and the competitiveness o
11、f Tsoongiodendronodorum is enhanced.Based on the survey,it is necessary and key technical measures to take manual intervention before the height ofTsoongiodendron odorum reaches 10 m.收稿日期:2022 08 13;修回日期:2022 11 28基金项目:福建省三明市科技计划项目(明溪两个观光木天然群落特征比较及复合经营效果研究,2020 N 8)作者简介:赖建明(1971),男,福建省明溪国有林场林业高级工程师,
12、从事森林资源培育、经营管理工作。E-mail:。福建林业科技第 50 卷Keywords:Tsoongiodendron odorum;Phyllostachysheterocycla;bamboo-wood mixed forest;selection cutting;spatial structure;compe-tition index毛竹(Phyllostachys heterocycla)生长迅速,无性繁殖能力强,经济价值高。福建省现存毛竹林面积已经达到 100 hm2以上,占有林地面积的 7.5%1。近年来,毛竹林无序扩张,入侵周边的林分,蚕食常绿阔叶林资源,严重威胁地带性群落的生
13、存空间,导致生态系统存在严重的脆弱性。以毛竹为优势的林分,在人为干扰下,群落发生逆向演替,容易引起水土流失、生物多样性下降;毛竹自肥能力较差,导致林分地力下降;尤其是对适生范围相对一致的常绿阔叶树种,如观光木(Tsoongiodendron odorum)的存活、生长与发育造成很大的威胁,给生态系统稳定性也带来了一定的破坏效应2 5。观光木属木兰科观光木属植物,为中亚热带地区乡土树种,是常绿阔叶林重要组成和建群树种之一,其树体高大,树形优美,树干通直,是材质优良的用材树种和景观树种。由于自身特性及人为破坏等原因,观光木资源越来越少,属濒危树种,野生种群数量及种群不断减少,被列为国家首批级重点保
14、护的野生树种6。且观光木幼苗个体对周围环境敏感,竞争力不强7 8。为了保护和发展竹木混生林中观光木这一珍贵资源,对竹木混生林中观光木的生存空间及竞争力进行深入研究,利用已有毛竹林的有利因素,调控、抑制不利的条件,构建合理的空间结构,增强观光木的竞争力,探明保存和发展珍稀乡土树种观光木的调控技术措施,以期为毛竹纯林改造,营造竹阔混交林提供参考。1试验地自然概况福建省西北部的明溪县位于东经 1164711735、北纬 2682639;处于武夷山脉东南延伸支脉。境内群山环抱,山峦重叠,气候温和,雨量充沛,光照充足。年均气温 18.2,年均降水量 1741 mm,年日照时间1788.6 h,属于中亚热
15、带大陆性兼有海洋性气候区。地带性植被系中亚热带常绿阔叶林,自然条件优越,植物多样性丰富,蕴藏着许多珍贵植物,2019 年被生态环境部命名为国家生态文明示范县。试验地位于明溪县夏阳乡下坂村东坑头(11726E、2624N),距离明溪县城 43 km,海拔 450680 m,主坡向东南,坡度 19 24,坡位中下部,土壤为山地红壤。现存面积 12.5 hm2的次生竹木混生林中较集中分布着大大小小观光木近百株,其中最大 1 株胸径达 107.0 cm,树高达 24.3 m。2试验方法2.1试验设计2020 年 35 月,对明溪县夏阳乡下坂村东坑头竹木混生林进行全面踏查。选择有观光木天然分布的竹木混生
16、林,建立 12 块标准地,分为 3 个区组,区组内采用完全随机区组设计。每一区组设有 4 个处理,自然生长型(CK 处理):保留原有状态,不采取人为干预行为,作为对照;环形干扰型(HW 处理):在标准地内以对象木为中心(无论大小,下同)砍伐半径 2 m 范围内所有竞争木;环形干扰型(HE 处理):在标准地内以对象木为中心,砍伐半径 3 m 范围内所有竞争木;带状干扰型(JW 处理):在标准地内按照每隔 2 m,机械带状间伐 2 m,间伐对象木以外的所有竞争木。原则上同一区组处于同一等高线,回避胸径大于 12 cm 的林木。相邻标准地间隔保留 5 m 隔离带,当标准地边缘存在对象木,可能竞争木在
17、样地之外,为了提高试验准确度,隔离带采取与相邻标准地同样的处理方法,以达到边缘矫正。2.2调查测定方法标准地建立后,对每一标准地内所有的目标对象木进行标记编号,调查记载标准地所处的生态环境(海拔、坡度、坡向等)和林分状况(郁闭度、树种组成、多度、胸径、树高、冠幅、枝下高等)。树高、枝下高采用超声测高器测量,胸径采用围径尺测量。各标准地对象木与相应竞争木的距离采用普通钢卷尺测量。以对象木最近相邻的 4 株林木作为竞争木,采用 Hegyi 单木竞争指数计算公式计算对象木竞争指数,同时计算对象木与相邻最近 4 株竞争木的混交度、角尺度、密集度等反映空间结构的指标值。CIi=HJH1iL1ij,式中:
18、CIi、HJ、Hi、Lij分别为对象木竞争指数、竞争木高度、对象木高度和对象木与竞81第 2 期赖建明:竹木混生林中观光木的空间结构及竞争力比较争木的距离;Mi=144j=1Vij,式中:Mi为混交度;Vij为相邻木 j 与参照木 i 是否同一树种,当相邻木 j 与参照木 i 为不同树种时,Vij=1,反之 Vij=0;Wi=1nnj=1Zij,式中:Wi为角尺度;Zij为对象木与竞争木的夹角中较小角与标准角的比较情况,当第 j 个 角(对象木与竞争木所构成的 2 个夹角中的较小角)标准角(=72)时,Zj=1,反之 Zj=0;Ci=144j=1Yij,式中:Ci为密集度;Yij为相邻木 j
19、与参照木 i 树冠投影重叠情况,当相邻木 j 与参照木 i 树冠投影重叠时 Yij=1,反之 Yij=0。3结果与分析3.1对象木与竞争木特征在 12 块样地中共有对象木 27 株,按照树高 2 m 为 1 个高度级,划分为 10 组(表 1)。大多数观光木个体比较小,树高大多数在1.0 12.0 m 之间,这部分观光木占对象木总数的70.4%。在相邻木的108 株竞争木中,毛竹 72 株,占竞争木总数的 66.7%,毛竹胸径在 8.2 11.2 cm 之间,高度在 9.8 11.6 m 之间,长势旺盛;其它林木占 33.3%,主要有黄樟(Cinnamomum porrectum)、苦槠(Ca
20、stanopsis sclerophylla)、香桂(Cinnamomum subavenium)、米槠(Castanopsis carlesii)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、木荚红豆(Ormosiaxylocarpa),大多数胸径在 6.2 11.7 cm 之间,树高在 3.2 10.5 m 之间,个体较小。整个竹木混生林中毛竹占有明显优势,体现林分在自然和人为干扰下向着以毛竹为优势地位的群落发展,属于逆向演替,林分较不稳定。表 1对象木的高度分布高度级/m0 22 44 66 88 1010 1212 1414 1616 1818 2020株数/株3346123
21、2102百分数/%11.1111.1114.8022.203.707.4011.107.403.7007.403.2不同处理观光木空间结构空间结构是反映林分质量的重要指标,对森林发展状态、林分稳定性、经营空间大小和经营效果有着深刻影响,对经营目标树存活、生长和发展有决定性作用9 11。观光木为对象木的林木竞争指数及混交度、角尺度、密集度等主要空间结构指标的测定结果见表 2,不同处理空间结构主要指标测定结果见表 3。表 2对象木竞争指数及空间结构主要指标序号处理高度级/m竞争指数混交度角尺度密集度1HW2 41.51431.000.250.502HW0 22.07771.000.500.253J
22、W6 80.73461.000.750.754CK200.19751.000.751.005CK6 80.85661.000.750.756JW4 61.12201.000.500.507HE0 22.33151.000.250.008HE6 80.33321.000.500.259JW10 120.45570.750.750.5010JW12 140.48700.750.500.7511HW16 180.21761.000.500.7512HE2 40.80931.000.250.2513HE200.12801.000.250.7514CK4 61.00881.000.750.5015CK1
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