天然次生林演替動態(tài)分析

天然次生林演替動態(tài)分析

1紅松混交林植被分布特點豐林保護(hù)區(qū)位于黑龍江省東北部小興安山南坂以北，黑龍江省伊春市五營區(qū)。地理坐標(biāo)為E128°58′～129°15′,N48°02′～48°12′,總面積18165hm2,本區(qū)地帶性植被類型是以紅松為主的溫帶紅松闊葉混交林,占總面積的78%。天然次生林為2440hm2,占保護(hù)區(qū)總面積的13.4%,次生林總體區(qū)域為縱向5.1km、橫向2.3km的長方形,與周圍的原始紅松林緊密相連,且界線明顯,構(gòu)成了一個典型的原始紅松林內(nèi)天然次生林生態(tài)群落。2研究方法2.1采樣區(qū)研究采用分層抽樣方法,設(shè)置20m×10m的樣地進(jìn)行調(diào)查.選取林分演替具有較強(qiáng)代表性樣地43塊,調(diào)查林木1427株。2.1.1林木生長階段將樹高3m以上的林木進(jìn)入檢尺徑階,并根據(jù)高度劃分五個層次:樹高20m以上的林木確定為主林層優(yōu)勢高度,其標(biāo)志反映林木處于最佳生長狀態(tài)。樹高度15～20m的林木確定為主林層。樹高9～14m的林木確定為Ⅰ級演替層。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),林分中此高度的林木尚未達(dá)到主林層高度,外于被壓狀態(tài),個體競爭強(qiáng)烈。樹高3～8m的林木確定為演替亞層,此層林木處于演替上升階段。未超過3m高的幼樹確定為更新層,此層中植株尚未擺脫與灌木競爭,生長較不穩(wěn)定,不能完全表現(xiàn)出明顯的樹種更替。2.1.2非數(shù)量化標(biāo)志數(shù)量化的動態(tài)分析按樹高分層統(tǒng)計各樹種株數(shù)二點分布隨機(jī)概率,公式為Pi(§=1)=Pi,以相應(yīng)的頻度值得概率頻度值,公式為P=Pi(§=1)=f,將非數(shù)量化標(biāo)志數(shù)量化進(jìn)行動態(tài)分析。2.2天然次生林的確立黑龍江豐林國家級自然保護(hù)區(qū)始建于1958年,建區(qū)以來連續(xù)50a沒有發(fā)生森林火災(zāi),這片天然次生林也從未經(jīng)過任何采伐和干擾,通過社會調(diào)查和立地條件調(diào)查,結(jié)合森林演替理論、樹木年齡和氣象因素綜合分析,確定豐林保護(hù)區(qū)天然次生林是在1931年由原始紅松林和谷地落葉松林經(jīng)森林火災(zāi)破壞后形成的天然林相,其邊緣與原始紅松林緊密相連,總體區(qū)域連結(jié)成長方形。3結(jié)果與分析3.1針葉樹種類型通過22塊樣地、655株林木分層統(tǒng)計各樹種概率頻度見表1。結(jié)果表明,優(yōu)勢主林層和主林層中,白樺概率頻度值最大。主林層中針葉樹種紅松、云杉、冷杉均有出現(xiàn),但概率頻度值較小,以云杉概率頻度值較大。Ⅰ級演替層至亞級演替層紅松、云杉、冷杉、椴樹概率頻度值較大。說明紅松、云杉、冷杉、椴樹為進(jìn)展樹種,而白樺、山楊表現(xiàn)為衰退樹種,說明不受干擾情況下自然趨勢已經(jīng)開始,如不再受破壞因素的干擾,自然發(fā)展方向?qū)⑦M(jìn)入一個云冷杉紅松林階段。3.2主林層樹種通過7塊樣地338株林木分層統(tǒng)計各樹種概率頻度值見表2。結(jié)果表明,優(yōu)勢主林層以山楊、白樺為主,混生少量的柞樹,主林層中已有少量紅松、云杉、冷杉、椴樹侵入,概率頻度以山楊白樺最大。Ⅰ級演替層至Ⅱ級演替層紅松、云杉、冷杉、椴木、色木概率頻度明顯增加,為林分中進(jìn)展樹種,衰退樹種為白樺、山楊。山楊的壽命不長,胸徑30cm左右開始大量心腐,林分中枯死數(shù)量大,在不久的將來,被紅松、云杉、冷杉、椴木樹種所更替是完全肯定的。發(fā)展方向無疑是一個紅松闊葉林。3.3層間的混交方式通過5塊樣地230株林木分層統(tǒng)計各樹種概率頻度值見表3。結(jié)果表明,優(yōu)勢主林層以柞木和白樺為主,混生少量的楓樺。白樺生長在柞木較稀疏地帶,紅松只有少量上升主林層,Ⅰ級演替層至亞級演替層紅松和云杉概率頻度明顯增大,紅松數(shù)量具有明顯的優(yōu)勢,并且林冠下紅松每公頃天然更新密度大,演替方向是形成紅松純林。3.4不同類型紅松林的演替結(jié)果通過9塊樣地,230株林木分層統(tǒng)計各樹種概率頻度值見表4。結(jié)果表明,落葉松和白樺占據(jù)優(yōu)勢主林層,主林層中有部分云杉和冷杉侵入,Ⅰ級演替層至亞級演替層落葉松、云杉、冷杉具有明顯的優(yōu)勢,白樺為衰退樹種,紅松極少。演替方向為落葉松或云杉、冷杉和落葉混交林。綜合分析,四個林型的次生林自然演替趨勢符合次生林演替規(guī)律。在原始紅松林內(nèi)的次生林,具有種源豐富的條件,演替趨勢為闊葉紅松林和針葉林。應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明紅松大量出現(xiàn),并且一部分占據(jù)主林層,呈均勻分布,林冠下天然更新數(shù)量可觀。云杉和冷杉在一定立地條件下,主林層至更新層數(shù)量具有明顯的優(yōu)勢,絕大部分呈群團(tuán)狀分布。演替進(jìn)程中針葉樹種和中庸性樹種一同更替先鋒樹種,即山楊、白樺已成事實。這片天然次生林的演替不必經(jīng)過一個硬闊葉林階段。次生林下更新起來的紅松最大年齡為45a。這說明針葉樹種和中庸性硬闊葉樹種是一同更替先鋒樹種進(jìn)入頂級群落。從紅松林木最大年齡至更新層最小年齡分析結(jié)果,這就證明紅松天然更新數(shù)量雖然多,仍不能期待在短時期內(nèi)占據(jù)林分中的優(yōu)勢。必須經(jīng)過一個漫長的時期,幸存下來的紅松幼樹才能占據(jù)主林層優(yōu)勢。這就使紅松形成異齡林主要原因。從四個類型分析,紅松更替先鋒樹種較好為柞樹林和山楊白樺林,最次為落葉松白樺混交林。云杉更替先鋒樹種以白樺和落葉松白樺混交最佳,其次是山楊林和柞木林。冷杉更替先鋒樹種以白樺和落葉松白樺林最好,這說明針葉樹種更替先鋒樹種,不但和林型有關(guān),更主要是以立地條件為主要因子而轉(zhuǎn)移。4不同立地條件下天然次生林樹高分布格局通過對豐林自然保護(hù)區(qū)原始紅松林內(nèi)天然次生林四個類型調(diào)查分析,針葉樹種更替先鋒樹種研究結(jié)果表明,具有豐富種源的特殊立地條件的天然次生林,針葉樹種和中庸性樹種同期更