福建北部引種的9年生鄧恩桉林分結(jié)構(gòu)特征研究

黃盛華

(建陽(yáng)市林業(yè)局，福建 建陽(yáng) 354200)

摘要：以福建建陽(yáng)市引種的鄧恩桉為研究對(duì)象，以杉木和馬尾松人工林為對(duì)照，通過(guò)調(diào)查分析其林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)、高度結(jié)構(gòu)、物種組成和林分各物種特征值，探討福建北部高緯度地區(qū)引種鄧恩桉對(duì)其林分結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，與其他幾種林分相比，9年生鄧恩桉平均胸徑為12.1cm，平均樹(shù)高為11.9m，生長(zhǎng)速度明顯快于杉木和馬尾松；樹(shù)種組成為19種，高于杉木的11種和馬尾松的10種；鄧恩桉純林中鄧恩桉重要值為68.547%，在灌木層和草本層中重要值較大的為苦竹和芒萁。

關(guān)鍵詞：鄧恩桉；引種；林分；特征；福建北部

中圖分類(lèi)號(hào)：S718.54

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-1914(2015)02-0043-05

Abstract:The introduced Eucalyptus dunnii growing in northern high latitude areas of Jianyang in Fujian was taken as the research object while Cunninghamia lanceolata and Pinus massoniana used as comparison. A discussion was made for the effects on the tree plantation introduced in high altitude area based on the analysis of class structure, height structure, species composition. The result showed: comparing with other forest stand, the average DBH of 9-year-old Eucalyptus dunnii was 12.1cm, and the average of height was 11.9cm. It is clear to see the growth of the species was faster than Cunninghamia lanceolate and Pinus massoniana. The species composition was 19 and higher than Cunninghamia lanceolate(11) and Pinus massoniana(10). In Eucalyptus dunnii pure forest, the important value of Eucalyptus dunnii was 68.547%. Meanwhile, in shrubs and herb layer Pleioblastus amarus and Dicranopteris pedata had greater important value than others.

Keywords:Eucalyptus dunnii; introduction; stand structure; characteristics; northern Fujian

收稿日期：2015-09-15

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(31370480)資助：高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(B08044)資助。

doi:10.11929/j.issn.2095-1914.2015.02.008

Characteristics of 9-Year-OldEucalyptusdunnii

Stand Structure in Northern Fujian

HUANG Sheng-hua

(Forestry Bureau of Jianyang Municipality, Jianyang Fujian 354200, China)

林分結(jié)構(gòu)是林分特征的重要內(nèi)容，林分結(jié)構(gòu)研究是經(jīng)營(yíng)森林的理論基礎(chǔ)。表達(dá)林分結(jié)構(gòu)的指標(biāo)，按傳統(tǒng)森林經(jīng)理學(xué)的研究方法，主要以樹(shù)種組成、年齡、胸徑、樹(shù)高、形數(shù)、林層、密度和蓄積等指標(biāo)描述[1]。林分結(jié)構(gòu)主要由空間結(jié)構(gòu)和非空間結(jié)構(gòu)組成，非空間結(jié)構(gòu)包括樹(shù)高結(jié)構(gòu)、胸徑結(jié)構(gòu)，樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)等，空間結(jié)構(gòu)又包括林木空間分布、樹(shù)種混交、林木大小等[2]。

鄧恩桉(Eucalyptusdunnii)屬桃金娘科桉樹(shù)屬的雙蒴蓋亞屬(subgenusSynphyomyrtus)、藍(lán)桉組(sectionMaidenaria)多枝桉系(seriesViminales)，形態(tài)特征類(lèi)似柳桉(Eucalyptussaligna)、巨桉(Eucalyptusgrandis)[3]。鄧恩桉天然分布于澳大利亞新南威爾士州東北和昆士蘭州東南約40km區(qū)域間，其樹(shù)體中等偏大，樹(shù)干通直，分枝大而濃密，成熟植株樹(shù)高可達(dá)50m，枝下高一般在30～35m，氣干木材密度約800kg/m3。其木材的心材呈淡棕紅色，邊材的顏色和心材差異不明顯，木質(zhì)粗細(xì)中等而均勻，紋理直，纖維性能好，制漿得率高，是優(yōu)秀的漿紙材樹(shù)種，現(xiàn)為我國(guó)南方地區(qū)工業(yè)原料林基地的主要造林樹(shù)種[4-7]。

作為優(yōu)良的造林樹(shù)種，鄧恩桉的發(fā)展卻受到了地域的限制。目前，鄧恩桉只能在氣溫較高的熱帶亞熱帶地區(qū)生長(zhǎng)，如何利用鄧恩桉的耐寒性進(jìn)行北移種植一直是眾多學(xué)者研究的課題。福建省北部建陽(yáng)市被認(rèn)為是鄧恩桉種植的最北界，從2004年建陽(yáng)市開(kāi)始陸續(xù)引種鄧恩桉造林面積約267hm2，本研究以建陽(yáng)市引種鄧恩桉為對(duì)象，通過(guò)與杉木(Cunninghamialanceolata)、馬尾松(Pinusmassoniana)、木荷(Schimasuperba)等林分進(jìn)行比較，討論鄧恩桉在最北界建陽(yáng)市的林分結(jié)構(gòu)特征。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)域?yàn)楦＝ㄊ〗?yáng)市，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，四季分明，夏長(zhǎng)秋短，秋冬多霧。年平均溫度18.1 ℃，絕對(duì)最低氣溫為-8.7 ℃[8]。試驗(yàn)林位于建陽(yáng)市徐市鎮(zhèn)回瑤村103林班08大班050小班和宸前村116林班06大班090小班以及03大班030小班，其中，回瑤村050小班主要林分為鄧恩桉純林和鄧恩桉-杉木混交林、宸前村090小班為9年生杉木純林、宸前村030小班為20年生馬尾松純林。以A、B、C、D分別代表鄧恩桉純林、鄧恩桉-杉木混交林、杉木純林、馬尾松純林，各林分立地因子見(jiàn)表1。

表1　各林分立地因子概況

鄧恩桉林分造林前為杉木林，2004年春季全面劈草、煉山、清雜，株行距2m×3m，挖明穴，穴規(guī)格40cm×30cm×30cm，初植密度1642株/hm2。2004年7月造林，造林前穴內(nèi)施鈣鎂磷基肥0.25kg后回表土，鄧恩桉用苗高為10～16cm的容器苗，造林時(shí)苗木營(yíng)養(yǎng)袋土用趨避劑浸濕，以防止白螞蟻入侵，驅(qū)避劑不能沾到苗木葉子，栽植苗木的穴面周?chē)?5g呋喃丹，防止地老虎、鼠害、野兔破壞。當(dāng)年9月全面鋤草1次，鋤草結(jié)束后，在苗木上方挖月牙型溝，施永安桉樹(shù)專(zhuān)用肥0.25kg，肥料入溝后復(fù)土；11月進(jìn)行第2次全面鋤草撫育，第2～3年撫育措施同第1年。鄧恩桉-杉木混交林撫育技術(shù)和鄧恩桉純林基本相同，杉木純林和馬尾松純林采用大田苗造林，造林后施肥1次。

2研究方法

2.1調(diào)查方法

2013年12月，在A、B、C、D 4個(gè)林分中分別選擇海拔、坡向和土壤類(lèi)型大致相同的地段各設(shè)置3塊20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，共12塊樣地。在每塊樣地內(nèi)的4角及中央設(shè)置5個(gè)5m×5m的小樣地，最后在每個(gè)小樣地各設(shè)置1個(gè)1m×1m的小樣方。對(duì)12個(gè)20m×20m標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)的林木進(jìn)行每木檢尺，測(cè)定樹(shù)高、胸徑、冠幅等因子，并記錄每個(gè)樣地內(nèi)林木種類(lèi)、株數(shù)。在每個(gè)5 m×5 m和1m×1m的樣地內(nèi)分別調(diào)查灌木層和草本層的植物種類(lèi)、株數(shù)、高度、地徑和蓋度等。

2.2分析內(nèi)容及方法

林分結(jié)構(gòu)特征的指標(biāo)主要有林分種群密度、林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)、林分物種組成和林分樹(shù)種重要值[9-11]。林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)和林分年齡緊密相關(guān)，通過(guò)比較年齡大致相同的林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)可以得出林分生長(zhǎng)速度的快慢，對(duì)于不同年齡林分則通過(guò)比較年均徑級(jí)差。同樣，林分的高度結(jié)構(gòu)也可反映出林分生長(zhǎng)的速度[12-13]。林分物種組成是林分結(jié)構(gòu)的重要組成部分，可通過(guò)比較林分垂直結(jié)構(gòu)上各層的物種成分實(shí)現(xiàn)。以杉木及馬尾松純林為對(duì)照通過(guò)調(diào)查分析得出鄧恩桉林分結(jié)構(gòu)特征，并與其他林分進(jìn)行比較，得出鄧恩桉在北移過(guò)程中林分結(jié)構(gòu)的變化。通過(guò)對(duì)樣地內(nèi)喬灌草各層的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分別計(jì)算以下指標(biāo)。

密度=某物種個(gè)體數(shù)/單位樣方面積

蓋度=某物種地上部分的投影面積/樣方面積

頻度=某物種出現(xiàn)的樣方數(shù)/調(diào)查全部樣方數(shù)

采用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和表格制制作，數(shù)據(jù)分析用Spss19.0軟件完成。

3結(jié)果與分析

3.1林分徑級(jí)結(jié)構(gòu)特征

3.2林分高度結(jié)構(gòu)特征

9年生鄧恩桉人工林平均樹(shù)高為11.9m，其中最大樹(shù)高為15.2m，最小為10.1m；9年生鄧恩桉-杉木混交林中鄧恩桉平均樹(shù)高10.6m，其中最大樹(shù)高為12.7m，最小為9.1m；杉木平均樹(shù)高為7.1m；9年生杉木人工林平均樹(shù)高為6.0m，其中最大樹(shù)高為7.5m，最小為5.2m；20年生馬尾松平均樹(shù)高為13.1m，其中最大樹(shù)高為14.7m，最小為12.1m。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出，鄧恩桉高生長(zhǎng)量生長(zhǎng)速度明顯快于其他樹(shù)種。

3.3林分樹(shù)種組成特征

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，分別以A、B、C、D代表鄧恩桉純林、鄧恩桉-杉木混交林、杉木純林、馬尾松純林，則這幾種林分樣方內(nèi)林木的垂直結(jié)構(gòu)(喬木層、灌木層、草本層)及物種組成見(jiàn)表2。

表2　不同林分垂直結(jié)構(gòu)物種組成

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示樣地內(nèi)所含物種數(shù)量。木荷(Schimasuperba)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)、米櫧(Castanopsiscarlesii)、苦櫧(Castanopsissclerophylla)、苦竹(Pleioblastusamarus)、黃瑞木(Adinandramillettii)、油茶(Camelliaoleifera)、漆樹(shù)(Toxicodendrontrichocarpum)、烏飯(Lyoniaovalifoliavar.elliptica)、莢蒾(Viburnumdilatatum)、羅浮栲(Castanopsisfabri)、鹽膚木(Rhuschinensis)、山礬(Symplocossumuntia)、檵木(Loropetalumchinense)、苦椎(Chestnuttree)、輪葉蒲桃(Syzygiumgrijsii)、山蒼子(Litseacubeba)、栲樹(shù)(Castanopsisfargesii)、芒萁(Dicranopterispedata)、狗脊(Woodwardiajaponica)、黑莎草(Gahniatristis)、白茅(Imperatacylindrica)、蕨(Pteridiumaquilinumvar.latiusculum)、五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)、商陸(Phytolaccaacinosa)、漸尖毛蕨(Cyclosorusacuminatus)。

由表2可知，在鄧恩桉人工林林分中，喬木層有4個(gè)樹(shù)種，灌木層有9個(gè)物種，草本層有6種植物。在鄧恩桉-杉木混交林林分中，喬木層有4個(gè)樹(shù)種，灌木層有8種植物，草本層有5種物種；在杉木人工林分中，喬木層只有杉木1個(gè)樹(shù)種，灌木層有7種植物，草本層有3個(gè)物種；在馬尾松人工林林分中，喬木層有馬尾松和苦櫧2個(gè)樹(shù)種，灌木層有5種植物，草本層有3種植物。從群落整體來(lái)看，鄧恩桉人工林共有物種數(shù)為19種，鄧恩桉-杉木共有物種數(shù)為17種，杉木人工林共有物種數(shù)為11種，馬尾松物種數(shù)為10種。說(shuō)明鄧恩桉人工純林物種豐富度高于其他林分，表明了在福建北部高緯度地區(qū)營(yíng)造鄧恩桉對(duì)林分物種多樣性有一定提高。

3.4林分物種的群落特征值

3.4.1鄧恩桉人工林群落物種特征鄧恩桉人工林喬木層、灌木層、草本層物種特征值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3～5。

表3　鄧恩桉人工林喬木層樹(shù)種特征值

由表3～5可以看出：在鄧恩桉人工林的喬木層中，鄧恩桉占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，重要值達(dá)到68.547%；此外，杉木處于伴生優(yōu)勢(shì)地位，重要值達(dá)到了20.207%，群落中的杉木并非人工栽植，而是由自然萌發(fā)而成。在灌木層，苦竹的株數(shù)達(dá)到68株，重要值超過(guò)50%，達(dá)到50.679%，說(shuō)明苦竹在鄧恩桉人工林中有較好的適應(yīng)性。草本層中重要值最大的為芒萁，達(dá)到57.312%，在草本層中有很大的優(yōu)勢(shì)。

試驗(yàn)表明，當(dāng)樣本數(shù)500較低時(shí)，CNN-2C算法相對(duì)于CNN-3C和CNN-4C算法準(zhǔn)確率較高，但是樣本數(shù)達(dá)到750之后，CNN-3C算法準(zhǔn)確率逐步提高，試驗(yàn)結(jié)果顯示CNN-3C算法的確能夠提供比CNN-2C、CNN-4C網(wǎng)絡(luò)更好的性能。

表4　鄧恩桉人工林灌木層物種特征值

表5　鄧恩桉人工林草本層物種特征值

3.4.2鄧恩桉-杉木混交林群落物種特征值鄧恩桉-杉木混交林喬木層、灌木層、草本層物種特征值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表6～8。

由表6～8可知：在鄧恩桉-杉木混交林中，鄧恩桉和杉木在數(shù)量上相當(dāng)，杉木為82株，鄧恩桉為73株，杉木略多于鄧恩桉；鄧恩桉重要值為47.473%，杉木重要值為43.578%，鄧恩桉生長(zhǎng)速度較快，平均胸徑大于杉木，相對(duì)顯著度較高，因此重要值略高于杉木。在灌木層中，苦竹仍然占優(yōu)勢(shì)地位，重要值為48.209%，此外檵木的重要值也達(dá)到了15.396%。在草本層中，芒萁占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，重要值達(dá)到了71.727%，可見(jiàn)芒萁在鄧恩桉-杉木混交林中適應(yīng)性較好，生長(zhǎng)狀況良好。

表6　鄧恩桉-杉木混交林喬木層樹(shù)種特征值

表7　鄧恩桉-杉木混交林灌木層物種特征值

表8　鄧恩桉-杉木混交林草本層物種特征值

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)福建省建陽(yáng)市引種的鄧恩桉林分結(jié)構(gòu)的研究，9年生鄧恩桉平均胸徑已達(dá)到12.1cm，大于9年生杉木，生長(zhǎng)速度明顯快于其他2種林分；9年生鄧恩桉平均樹(shù)高11.9m，遠(yuǎn)大于9年生杉木；9年生鄧恩桉樹(shù)種組成為19種，也高于其他幾種林分；對(duì)于重要值，鄧恩桉人工純林中鄧恩桉重要值為68.547%，在灌木層和草本層中重要值較大的為苦竹和芒萁。從研究結(jié)果可以看出，在較高緯度的福建省建陽(yáng)市引種鄧恩桉對(duì)林分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較為有利的影響。建陽(yáng)市目前正進(jìn)一步擴(kuò)大引種鄧恩桉的種植面積，因此加強(qiáng)對(duì)鄧恩桉各方面的研究，可為建陽(yáng)市引種提供理論技術(shù)支持。

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(責(zé)任編輯韓明躍)

第1作者：于瑤(1993—)，女，碩士生。研究方向：環(huán)境生態(tài)學(xué)。Email:yuyao_0302@sina.com。

通信作者：郭濼(1973—)，女，副教授，研究方向：森林生態(tài)學(xué)，景觀生態(tài)學(xué)。Email:gouluo2010@163.com。