华山松林幼树天然更新影响因子分析

摘 要：对松华坝水库华山松林幼树更新情况进行调查，分析了林分组成、郁闭度、灌木盖度以及坡位等因子对幼树更新的影响。结果表明，华山松混交林的幼树天然更新效果要好于纯林；中等郁闭度（0.50～0.79）条件下幼树天然更新效果最好；随着灌木盖度的增加，华山松幼树每hm2株数也随之增加；坡下部幼树的天然更新效果好于坡上部。

关键词：华山松林；幼树；天然更新；松华坝水库

中图分类号 S791.241 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）18-106-03

华山松是我国的重要用材树种，分布范围较广，更新繁殖容易，生长比较迅速，产材性质优良，种子可供食用，经济价值较高。华山松不仅是现有天然林的主要组成树种之一，成为不少地区的采伐利用对象，同时也是大面积荒山造林的主要树种。它在松华坝水库分布广泛，对该地区的水土保持和水源涵养具有重要作用，在松华坝水库的森林生态系统中起关键作用。华山松的更新对于华山松林作用的可持续性具有关键作用。天然更新是充分依靠自然的力量来实现森林生态环境自然恢复，不仅可以培育出合乎自然规律的高生物多样性和高生态质量的森林，而且是一种低投入高产出的森林培育方式。本研究是在对华山松林幼树天然更新调查的基础上，采用定性与定量相结合的研究方法，对影响松华坝水库华山松林幼树更新的主要因子进行了研究分析，为华山松林合理更新提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区的自然概况 松华坝水库位于昆明市东北面，盘龙江中游，属长江流域金沙江水系，地势由东北向西南倾斜，横跨嵩明县和官渡区，北部和寻甸县接壤，西部与富民县相交。地处东经102°54′～102°59′，北纬25°10′～25°28′，南北长约36km，东西宽约24km，总面积629.8km2，库区流域面积293km2，年均径流量211m3，是昆明市工农业生产和居民生活用水的主要来源。海拔1 890～2 590m，属低纬度高海拔，受季风影响，形成干湿分明，“冬无严寒，夏无酷暑，遇雨成冬”和上、中、下层次分明的立体气候。年平均气温14.7℃，最冷月1月平均气温7.4℃，极端最低气温-5.4℃，最热月7月平均气温21.05℃，极端最高气温31.5℃；≥10℃的活动积温为4 480℃，区内年平均日照为2 470.3h，较为充足，年降雨量900～1 200mm，全年气候温和，年温差较小，日温差较大，夏秋雨量充沛，冬春雨量不足。松华坝地区植物种类丰富，其中主要的乔木优势树种有：云南松（Pinusyunnanensis）、旱冬瓜（Alnusnepalensis）、滇油杉（Keteleeriaevelyniana）、滇青冈（Cyclobanopsisglaucoides）、华山松（Pinusarmandii）；主要灌木有：木（Cornusmacrophylla）、杜鹃（Rhododendron spp.）、水红木（Viburnum cylindricum）、子（Cotoneaster horizontalis）、小铁子（Cotoneaster microphyllus）、火棘（Puracanthafortuneana）、悬钩子（Rubuscorchorifolius）等。森林土壤包括地带性土壤和非地带性土壤，按土类分，主要有红壤、黄棕壤、石灰土、紫色土4个土类。

1.2 外业调查方法及内容

1.2.1 样地设置 通过对松华坝水库周围的水源涵养林踏查后，选择有代表性的华山松林设置圆形样地，分别对坡向、坡位、林分密度（郁闭度）、林木组成等要素进行调查，样地面积为600m2，半径为13.82m。对样地内乔木层进行每木调查，同时测定林分年龄、平均高、郁闭度等因子；在每个样地的中心及东、西、南、北4个方向分别设置4m×4m或2m×2m的调查样方5个。对每个样方内下木层的种类、盖度、高度以及幼树的种类、数量、高度、生长势等因子进行调查，然后分树种统计幼树（直径30cm）株数并换算成单位面积株数，同时统计计算各样地的幼树树种丰富度、多样性指数、均匀度等；在每个下木层调查样方内设置1m×1m的小样方调查草本和地被物层的盖度、厚度等。采用定性与定量相结合的分析方法分析华山松林幼树天然更新的主要影响因子。

1.2.2 数据处理 （1）林分平均胸径：采用林分林木胸径的平方平均数方法进行计算，即：

[d=d2n]

（2）林分平均高：用林分平均胸径查树高曲线的方法获得林分平均高。

（3）林分蓄积量：用滇中地区一元材积表计算林分蓄积量。

（4）树种组成：用林分中各树种蓄积量占林分总蓄积的比重来表示。用十分法表示。

（5）物种丰富度：指一个群落中物种的数目。

（6）物种多样性指数（Species Diversity Index）：采用香农―威纳指数计算，即：

式中：H′是指数值，S是种的总数，Pi是样本中属于i种的所有个体的比重或物种的重要值，N是样本中全部种的个体数总计。H′最小为0，即仅有1个种，最大可达到7或更高。

（7）均匀度：种间个体数的分配称之为种的均匀度。当所有种的个体数均相等时，种的均匀度最大。常用均匀度指数E表示。

式中：S为物种数，H′为物种多样性指数――香农指数。

（8）物种空间分布格局：本研究中采用统计检验方法计算空间分布格局来描述幼树的空间分布格局。通常分为3种，即：①聚集分布：这是自然界中最广泛的一种种群分布。②均匀分布：这种分布自然界中很少见，大多为人工群落。③随机分布：这种分布在自然界中不多。依靠种子繁殖的植物，在初侵入到一个新的地方，常常是随机分布。

计算公式为：[s2=（x-m）2n-1]

式中：n为所取样方个数，x为各样方实际个体数，m为各样方的平均个体数。当S2=0时为均匀型，当S2>m时为聚集型，S2

2 结果与分析

对调查所得的华山松林幼树更新数据进行物种多样性计算，得出：幼树物种的丰富度在1～5，平均值为3；多样性指数在0～1.795 7，平均值为1.061 5；均匀度在0～0.773 4，平均值为0.494 8；生长势普遍良好；物种的空间分布格局有聚集和随机2种类型。在林分组成、郁闭度、灌木盖度、坡位不同的情况下，其更新情况又各不相同。

2.1 林分组成对幼树天然更新的影响分析 华山松林中不同树种组成下幼树天然更新的株数见表1。从表1可以看出，华山松林下幼树天然更新效果为：在混交林中的天然更新效果比在纯林中要好，优势树种和其主要组成（伴生）树种都有同样的规律。在华山松纯林中，华山松幼树几乎没有天然更新，而滇油杉以及萌生的青冈幼树更新较好。在混交林中，以“8华2油”组成的华山松混交林分其幼树天然更新效果最好，有利于导向多树种组成的针阔混交林；与栎类充分混交的华山松林，其优势树种华山松幼树天然更新不如栎类和云南松幼树的天然更新效果好[14-17]。华山松纯林中幼树树种多样性指数和均匀度均小于混交林相应指标，幼树分布为聚集型；混交林中幼树树种多样性指数、均匀度等变化较小，分布均为随机分布。

注：树种分布格局、生长势均是指优势树种，表中青冈幼树多为萌生，树种组成、多样性指数及均匀度为各样地的平均值。下同。

2.2 郁闭度对幼树天然更新的影响分析 华山松林中不同郁闭度下幼树天然更新情况见表2。从表2中可以看出，在华山松林中的总体更新表现为中等郁闭度条件下最好，其天然更新的幼树每hm2总株数接近郁闭度等级为疏的林下更新幼树总株数的1.4倍；就优势树种华山松来说，所调查的疏、中等级郁闭度林分对其幼树更新情况影响不大；主要组成树种滇油杉在中等郁闭度的林分中天然更新较好；青冈总体变化不大，而麻栎和云南松在疏等级郁闭度的林分中天然更新较好；主要树种华山松天然更新幼树均为随机分布格局。从郁闭度与物种丰富度、多样性指数、均匀度的关系中（见图1）可以看出，随着郁闭度增加，华山松林中幼树的物种丰富度、多样性指数、均匀度均逐渐减小。

综合表2和图1可知，随着郁闭度增加，华山松林中幼树更新每hm2株数增加，而物种丰富度、多样性指数、均匀度均减小，在郁闭度为0.41～0.64时，树种多样性指数和均匀度较高且稳定。

2.3 灌木盖度对幼树天然更新的影响分析 把华山松林按疏（

2.4 坡位对幼树天然更新的影响分析 华山松林在调查区山地上海拔分布范围较窄，因此在同一坡向上坡位分为上部和下部进行典型样地选设和调查。调查样地内幼树更新情况见表4。

从表3和图2中看出，随着灌木盖度的增加，华山松、滇油杉和青冈这3个树种的幼树每hm2株数也随之增加，在灌木盖度大于40%时更新效果最好，反映出这3个树种在幼树更新时更喜欢阴蔽的环境。

从表4可以看出，华山松林中，在同一坡向（阴坡）的不同坡位幼树的天然更新情况为：坡下部幼树天然更新数量好于坡上部，尤以华山松和滇油杉2个树种表现突出。

3 结论

（1）林分组成对该林分幼树天然更新有影响：混交林的幼树天然更新效果比纯林要好。优势树种组成系数在5～8时，不论更新的幼树总株数还是优势树种华山松、组成树种滇油杉的幼树天然更新均较好。（2）林分郁闭度对华山松林幼树天然更新的影响表明：中等郁闭度（0.50～0.79）条件下幼树天然更新效果最好。因此，在营林过程中，应该采取人为干预措施把郁闭度控制在较为理想的范围之内。（3）在华山松林中随着灌木盖度的增加，华山松、滇油杉和青冈这3个树种的幼树每hm2株数也随之增加，但华山松更新效果不如滇油杉和青冈。（4）虽然此次研究只调查了阴坡，但结果表明在华山松林中坡下部幼树的天然更新效果比坡上部好，林分主要组成树种华山松和滇油杉的幼树天然更新尤为明显。

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（责编：徐世红）