李瑞平+杜娟+劉潤(rùn)萍

摘 要： 為搞清小五臺(tái)山區(qū)針闊混交林林分結(jié)構(gòu)以及影響其生長(zhǎng)的因素，通過(guò)選取林分類型為天然次生林中針闊混交林具有代表性的臭冷杉-樺樹(shù)建立1 hm2生態(tài)樣地，調(diào)查并記錄樹(shù)高≥1.5 m的喬木名稱、胸徑、樹(shù)高、冠幅、枝下高、坐標(biāo)等，掛牌作為永久標(biāo)記；同時(shí)對(duì)幼苗更新、喬灌草種類等進(jìn)行調(diào)查。通過(guò)對(duì)設(shè)置樣地的監(jiān)測(cè)，分析不同林分類型空間分布格局（包括單種內(nèi)空間格局分析和種間關(guān)系分析）和不同林分類型物種組成及多樣性（包括物種組成分析和物種多樣性分析），對(duì)林下幼苗更新、森林生態(tài)系統(tǒng)健康分析和林分密度及立地條件對(duì)典型群落影響的研究等，針對(duì)所存在問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的解決建議。

關(guān)鍵詞： 小五臺(tái)山；針闊混交林；樣地監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)： S725.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-3020（2017）01-0051-04

冀西北小五臺(tái)山區(qū)森林類型主要呈現(xiàn)以落葉闊葉林、針葉林、針闊混交林為主的群落特征，為了更好的保護(hù)和利用森林資源并研究林木的天然更新和培育，在保護(hù)區(qū)相對(duì)穩(wěn)定、具有代表性的森林生態(tài)群落設(shè)置固定樣地，進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。通過(guò)選定具有代表群落基本特征的地段作為森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位觀測(cè)樣地，獲取森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的樣地觀測(cè)數(shù)據(jù)，為森林生態(tài)系統(tǒng)水文、土壤、氣候等觀測(cè)提供背景資料。為深入研究森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、揭示森林生態(tài)系統(tǒng)生物群落的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)服務(wù)。臭冷杉Abies nephrolepis屬松科、冷杉屬。常綠喬木，高可達(dá)30 m。生態(tài)習(xí)性極耐蔭耐水濕，常在山地中腹以下緩傾斜地及谷地上形成小面積的純林，臭冷杉生長(zhǎng)速度較快，特別是在稍濕排水良好之處生長(zhǎng)良好。臭冷杉自然分布于東北、華北各地。在華北許多地區(qū)己殘存無(wú)幾，被列為河北省珍惜瀕危和重點(diǎn)保護(hù)植物，而小五臺(tái)山區(qū)內(nèi)，卻有天然次生林，這在華北地區(qū)實(shí)屬稀少。臭冷杉材質(zhì)輕柔，樹(shù)形宛如寶塔，亭亭玉立，姿態(tài)優(yōu)美，為華北地區(qū)珍貴樹(shù)種之一，其樹(shù)脂膠可提制高級(jí)香精，是重要的化工原料。因此，通過(guò)合理有效保護(hù)臭冷杉的生境，促進(jìn)臭冷杉的生長(zhǎng)和繁育直接關(guān)系到物種多樣性保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，野生種質(zhì)資源的廣泛利用，不僅有利于珍稀瀕危植物保護(hù)和種群數(shù)量的增加，而且對(duì)保護(hù)生物多樣性，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)森林生態(tài)平衡有著重要的意義。

1 樣地監(jiān)測(cè)的工作內(nèi)容

1.1 永久監(jiān)測(cè)樣地的布設(shè)

通過(guò)調(diào)查小五臺(tái)山范圍內(nèi)臭冷杉的分布，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察和對(duì)比分析，在金河口溝的草熏溝選取有代表性的臭冷杉森林群落設(shè)置樣地，地理位置：東經(jīng)115°00′58″，北緯39°55′42″，海拔1 720～1 820 m，面積1 hm2（100 m×100 m），林分類型為天然次生林。

1.2 資料收集整理

收集“中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，“森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位觀測(cè)方法”以及森林生態(tài)樣地建設(shè)的相關(guān)資料。

1.3 健康示范林的選擇與調(diào)查

對(duì)小五臺(tái)山區(qū)的典型森林類型地進(jìn)行了調(diào)查，在金河口溝選擇生長(zhǎng)狀況最好的臭冷杉（白杄）-樺樹(shù)作為健康典型的示范林，按照小樣方的編號(hào)順序，以順時(shí)針?lè)较蚯宀楦餍臃降闹参?，記錄?shù)高≥1.5 m的喬木名稱，胸徑，樹(shù)高，冠幅，枝下高，坐標(biāo)等。用鋁牌按依次給各株植物編號(hào)，作為永久標(biāo)記。同時(shí)進(jìn)行幼苗更新調(diào)查、喬灌草種類等。

1.4 不同森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能研究

采用樣方法對(duì)小五臺(tái)山區(qū)的典型森林群落進(jìn)行植被調(diào)查，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，比較了不同林分類型的物種組成及多樣性（喬、灌、草）分析、林木的空間分布格局、林分幼苗更新、森林群落生態(tài)系統(tǒng)健康分析等。

2 標(biāo)準(zhǔn)地的選擇和調(diào)查方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地的選擇和確定

標(biāo)準(zhǔn)地通常是在調(diào)查林分內(nèi)，實(shí)測(cè)一定的局部地塊，據(jù)此，對(duì)全林進(jìn)行推測(cè)和估算。通過(guò)典型選樣方法，選取的局部地塊稱為典型樣地，通常稱為標(biāo)準(zhǔn)地。標(biāo)準(zhǔn)地是根據(jù)人為主觀判斷選取的，選出的標(biāo)準(zhǔn)地期望能代表被調(diào)查林分的平均狀況，應(yīng)該是整個(gè)林分的縮影。

2.2 喬木每木調(diào)查

首先在標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)用測(cè)繩打出小網(wǎng)格，并簡(jiǎn)單標(biāo)定小網(wǎng)格的邊界點(diǎn)（如圖A1、B1、C1、D1四點(diǎn)）。小網(wǎng)格調(diào)查路線按照S型沿等高線進(jìn)行，并按調(diào)查的先后對(duì)網(wǎng)格小樣地編號(hào)記錄。小網(wǎng)格具體尺寸，視樣地狀況而定，一般選定為10 m×10 m。

然后在小網(wǎng)格內(nèi)對(duì)每木進(jìn)行定位記錄，如圖，分別測(cè)出每木（如樹(shù)木E）到小網(wǎng)格邊界的垂直距離EG、EH，分別記錄為D1、D2，將量測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果記錄。

對(duì)喬木樹(shù)種、胸徑、樹(shù)高、枝下高、冠幅、樹(shù)齡、優(yōu)勢(shì)度、層次、起源、損傷、干形質(zhì)量、樹(shù)齡和病蟲(chóng)害狀況等，進(jìn)行調(diào)查并記錄（對(duì)于植物名稱不確定的種類，應(yīng)采集標(biāo)本，栓上標(biāo)簽，寫明樣地號(hào)及標(biāo)本編號(hào)）。具體調(diào)查步驟如下：

（1）胸徑的量測(cè)：胸徑從樹(shù)高1.3 m處用胸徑尺進(jìn)行量測(cè)，精度要求到0.1 cm。起測(cè)值為樹(shù)高高于1.5 m。

（2）冠幅的量測(cè)：指對(duì)樹(shù)木冠層的垂直投影面積，進(jìn)行東西和南北測(cè)定。

（3）樹(shù)高和枝下高量測(cè)：利用望遠(yuǎn)測(cè)樹(shù)儀對(duì)樹(shù)木高度進(jìn)行量測(cè)，枝下高可用標(biāo)桿量測(cè)。

（4）優(yōu)勢(shì)度按以下編號(hào)進(jìn)行記錄：①優(yōu)勢(shì)木、②中庸木、③被壓木、④瀕死木、⑤枯立木。

（5）起源：①植苗實(shí)生、②播種實(shí)生、③天然實(shí)生（由種子起源）、④ 天然萌生（由根株上萌發(fā)）。

（6）損傷：①無(wú)損傷、②輕度損傷、③中度損傷、④重度損傷。

（7）林分類型：臭冷杉、白杄、白樺和紅樺混交林。

（8）干形質(zhì)量：①通直完滿、②多分枝、③二分枝、④彎曲（扭曲）。

（9）病蟲(chóng)害狀況：①無(wú)、②輕微、③中等、④嚴(yán)重。

2.3 幼苗（樹(shù)高小于1.5 m）更新調(diào)查

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)均勻選取25個(gè)小樣方，按照順序?qū)π臃竭M(jìn)行編號(hào)和分別量測(cè)記錄。樣方取10 m×10 m，并用測(cè)繩標(biāo)出界線。調(diào)查內(nèi)容有：幼苗的種類、樹(shù)高、株數(shù)和病蟲(chóng)害狀況。將所量測(cè)的數(shù)據(jù)記錄。

2.4 灌木調(diào)查

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)均勻選取20個(gè)小樣方進(jìn)行量測(cè)，小樣方5 m×5 m大小，并用測(cè)繩標(biāo)出界線。調(diào)查內(nèi)容有： 灌木的種類、高度、地徑、生長(zhǎng)狀況和分布狀況等，并將量測(cè)的數(shù)據(jù)記錄。（對(duì)于植物名稱不確定的種類，應(yīng)采集標(biāo)本，栓上標(biāo)簽，寫明樣地號(hào)及標(biāo)本編號(hào)）用標(biāo)桿對(duì)高度進(jìn)行量測(cè)。用游標(biāo)卡尺對(duì)地徑進(jìn)行量測(cè)。生長(zhǎng)狀況：良、中、差。分布狀況為：均勻、隨機(jī)（散生）、群團(tuán)（叢生）。

2.5 草本調(diào)查

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)均勻選取20～25個(gè)小樣方進(jìn)行量測(cè)，小樣方1 m×1 m大小，用測(cè)繩標(biāo)出界線。調(diào)查內(nèi)容有：草本的種類、高度、生長(zhǎng)狀況和分布狀況等，并將量測(cè)的數(shù)據(jù)記錄。（對(duì)于植物名稱不確定的種類，應(yīng)采集標(biāo)本，栓上標(biāo)簽，寫明樣地號(hào)及標(biāo)本編號(hào)）。用鋼卷尺對(duì)地徑進(jìn)行量測(cè)。生長(zhǎng)狀況為：良、中、差。分布狀況為：均勻、隨機(jī)（散生）、群團(tuán)（叢生）。

3 監(jiān)測(cè)成果分析

3.1 不同林分類型空間分布格局分析

種群空間分布格局是指種群個(gè)體在水平空間的配置狀況或分布狀況，反映了種群個(gè)體在水平空間上彼此間的相互關(guān)系，與物種的生物學(xué)特性、種間競(jìng)爭(zhēng)以及生境條件等密切相關(guān)。

3.1.1 單種內(nèi)空間格局分析

各林分類型單種內(nèi)空間格局分布隨著尺度的變化規(guī)律均明顯。臭冷杉和白杄在小尺度和中尺度上均呈現(xiàn)顯著集聚分布，在大尺度上呈現(xiàn)隨機(jī)分布；白樺在小尺度和中尺度上變化規(guī)律是一樣的，呈隨機(jī)分布，在大尺度上白樺分布格局呈顯著的聚集分布，且在所研究尺度上沒(méi)有達(dá)到最大聚集程度；紅樺在其單種空間格局在所研究尺度上呈顯著隨機(jī)分布；伴生樹(shù)種在小尺度上呈聚集分布，中尺度大尺度和上呈隨機(jī)分布，且伴生樹(shù)種在較大尺度上聚集性均有明顯減弱趨勢(shì)。

3.1.2 種間關(guān)系分析

在此生態(tài)樣地中針葉林和闊葉林在大尺度上競(jìng)爭(zhēng)激烈，林分混交度較大，導(dǎo)致了林分間競(jìng)爭(zhēng)激烈，并且隨著尺度的增加，競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度不斷增加，最終導(dǎo)致了群落的不穩(wěn)定性。而且針葉林從數(shù)量、平均樹(shù)高、幼苗更新度等優(yōu)勢(shì)度均明顯高于闊葉林，對(duì)資源占有和利用占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并壓抑著闊葉林的生長(zhǎng)，與其他種競(jìng)爭(zhēng)激烈，且針葉林在競(jìng)爭(zhēng)中占主導(dǎo)地位。而針葉林中臭冷杉和白杄兩個(gè)樹(shù)種在其群落內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈，群落處于不穩(wěn)定階段。

3.2 不同林分類型物種組成及多樣性分析

3.2.1 物種組成分析

樣地的喬木統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：臭冷杉-樺樹(shù)生態(tài)樣地喬木個(gè)體數(shù)量達(dá)2 273株（其中≥1.5 m喬木1 817株，<1.5 m臭冷杉214株，<1.5 m白杄242株）；其中優(yōu)勢(shì)樹(shù)種中針葉樹(shù)臭冷杉550株，白杄460株（分別占總數(shù)的30.27%和25.32%），占總數(shù)的55.59%；有林窗的地方臭冷杉經(jīng)常成叢出現(xiàn)，生長(zhǎng)密度大。闊葉樹(shù)白樺609株，紅樺161株，占總數(shù)的44.41%；伴生種有花楸、五角楓和山柳，分別占總數(shù)的1.05%、1.10%和0.12%。

此森林生態(tài)樣地中針闊葉樹(shù)比例為1.2∶1，針葉樹(shù)中臭冷杉的最大胸徑達(dá)到30.2 cm，闊葉樹(shù)中白樺的最大胸徑達(dá)到38.2 cm。樣地內(nèi)林冠層密集，地下植被稀疏，臭冷杉和白杄等占據(jù)林冠層，為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，演替階段已經(jīng)到達(dá)頂級(jí)。

灌木主要有六道木、毛榛、沙棶、東陵繡球、疏毛東北茶藨子、南蛇藤等，叢生隨機(jī)分布，少量刺五加、蒙古莢蒾、美薔薇等，呈零星隨機(jī)分布。

臭冷杉-白樺樣地內(nèi)，被子植物29種，隸屬于19科27屬。其中喬木7種，灌木10種（包括藤本植物），草本植物13種（包括蕨類植物一種）。常見(jiàn)種類有：毛茛科Ranunculaceae的興安升麻和唐松草；菊科Compositae 的風(fēng)毛菊；莎草科Cyperaceae的細(xì)葉苔草和披針葉苔草以及茜草科Rubiaceae的四葉葎。呈零星隨機(jī)分布。

3.2.2 物種多樣性分析

臭冷杉-樺樹(shù)群落內(nèi)部，3個(gè)層片的物種豐富度平均值表現(xiàn)為：草本層物種豐富度值最大，灌木層居中，喬木層最低。且物種豐富度指數(shù)與物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)呈正相關(guān)。

3.3 不同林分類型幼苗更新分析

森林更新是生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)中森林資源再生產(chǎn)的一個(gè)自然的生物學(xué)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中。以木本樹(shù)木為主的生物種群在時(shí)間和空間上不斷延續(xù)、發(fā)展或發(fā)生演替，對(duì)未來(lái)森林群落的結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)多樣性具有深遠(yuǎn)的影響，因而它是一個(gè)極為重要的生態(tài)學(xué)過(guò)程。幼苗更新有兩種方式：林緣更新和林窗更新?；旖涣值尼樔~林更新密度較大，闊葉樹(shù)種均沒(méi)有更新幼苗；而針葉林中白杄更新幼苗最多242株，臭冷杉214株。臭冷杉（白杄）-樺樹(shù)樣地幼苗更新為502株/hm2，均為天然實(shí)生苗。隨著臭冷杉、白杄幼樹(shù)和幼苗的崛起，針葉林的優(yōu)勢(shì)種地位更加確定，最后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的針葉林頂級(jí)群落。

3.4 森林生態(tài)系統(tǒng)健康分析

生態(tài)系統(tǒng)健康是指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所具有的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，即在時(shí)間上具有維持其組織結(jié)構(gòu)、自我調(diào)節(jié)和對(duì)脅迫的抵御及受干擾后的自恢復(fù)能力。天然林群落的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的物種多樣性（或異質(zhì)性），天然林群落是由處于不同發(fā)育階段、具有不同組成結(jié)構(gòu)的大小不同的眾多斑塊鑲嵌而成的，這些斑塊由相同的生態(tài)過(guò)程驅(qū)動(dòng)且具有相似的循環(huán)過(guò)程，斑塊與群落內(nèi)微環(huán)境的差異互為關(guān)聯(lián)。臭冷杉（白杄）-樺樹(shù)針闊混交林林分為天然次生林，不僅是一種高價(jià)值、高產(chǎn)量的自然資源，同時(shí)也是一種高效益的環(huán)境資源，是一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)，從監(jiān)測(cè)的結(jié)果表明，林下針葉林幼樹(shù)和幼苗跟新密度大，表現(xiàn)為幼樹(shù)空間和養(yǎng)分不足，導(dǎo)致死亡；灌木和草本植物的數(shù)量減少，生物多樣性降低，表現(xiàn)為森林生態(tài)系統(tǒng)的亞健康特點(diǎn)。

3.5 林分密度及立地條件對(duì)典型群落影響的分析

林分密度對(duì)胸徑、樹(shù)高、冠幅、枝下高均有一定程度的影響。通過(guò)調(diào)查，結(jié)果顯示隨著林分密度的增加，胸徑、冠幅呈降低的趨勢(shì)，樹(shù)高、枝下高呈升高的趨勢(shì)。胸徑受林分密度的影響最大，其次是冠幅、樹(shù)高和枝下高。從胸徑、樹(shù)高、冠幅、枝下高等林分生長(zhǎng)因子綜合考慮，在不同林分密度中，200株/hm2時(shí)林木生長(zhǎng)最好，且此時(shí)灌木和草木植物的科、屬數(shù)及物種數(shù)目最多、物種多樣性指數(shù)和物種均勻度指數(shù)最高。

坡位和坡向是影響次群落林分生長(zhǎng)最重要的兩大立地因子，臭冷杉、白杄主要分布在陰坡，半陰坡；而臭冷杉主要分布在中坡位和上坡位；海拔對(duì)臭冷杉的生長(zhǎng)的影響較大。海拔、坡度、坡向、坡位各立地因子對(duì)臭冷杉-白樺林胸徑、樹(shù)高、枝下高影響的重要程度一致，依次為：坡向>坡位>海拔>坡度，而對(duì)冠幅影響的重要程度依次為：坡位>坡度>坡向>海拔。

4 資源監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及建議

4.1 監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

（1）樣地監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題；①經(jīng)營(yíng)管理措施缺失。不當(dāng)部分森林群落處于亞健康或不健康狀態(tài)，主要表現(xiàn)為部分臭冷杉、白杄等更新幼苗的密度過(guò)大，導(dǎo)致樹(shù)種的自然死亡等。②監(jiān)測(cè)體系有待完善。森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，而影響森林生長(zhǎng)的土壤健康指標(biāo)、土壤類型、氣候以及植被類型的影響是各式各樣的，空間變異大，保護(hù)區(qū)有待建立一套完整的森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系。

（2）工作中存在的不足：①管理措施不健全。保護(hù)區(qū)尚沒(méi)有完善的森林生態(tài)系統(tǒng)健康管理措施的制定。②技術(shù)人員相對(duì)不足。相關(guān)研究的技術(shù)人員匱乏以及現(xiàn)有技術(shù)人員知識(shí)儲(chǔ)備不足，有待加強(qiáng)學(xué)習(xí)。

4.2 對(duì)策建議

依法保護(hù)自然保護(hù)區(qū)資源，開(kāi)展科學(xué)研究、監(jiān)測(cè)、宣傳教育及合作交流。

探索合理的森林撫育以及營(yíng)林措施來(lái)改變局部的小氣候環(huán)境，對(duì)不同林分類型健康狀況進(jìn)行研究，為今后的造林樹(shù)種選擇以及中幼林的撫育管理提供理論依據(jù)。

通過(guò)對(duì)不同林分類型森林健康的調(diào)查研究，了解不同類型的森林健康狀況，并通過(guò)對(duì)其影響因素，如氣候、土壤等的研究，為有針對(duì)性地進(jìn)行森林生態(tài)系統(tǒng)健康管理提供依據(jù)，并制定森林生態(tài)系統(tǒng)健康管理的措施。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙建成，郭書彬，李盼威.小五臺(tái)山植物志[M].北京：科學(xué)出版社，2011：276 .

[2]于彭濤，劉鴻雁，崔海亭.小五臺(tái)山北臺(tái)林線附近的植被及其與氣候條件的關(guān)系分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13（5）：523528.

[3]李盼威，李斌，杜娟.小五臺(tái)山常見(jiàn)植物圖鑒[M].河北：科學(xué)技術(shù)出版社，2016：596619.

（責(zé)任編輯：唐 嵐）