闽北米槠天然次生林乔木层群落竞争关系分析

钟兆全

(顺昌县国有林场，福建 顺昌　353200)



闽北米槠天然次生林乔木层群落竞争关系分析

钟兆全

(顺昌县国有林场，福建 顺昌353200)

在顺昌县典型米槠天然次生林林分中进行树种调查，在计算群落乔木层优势树种重要值的基础上，运用V-Hegyi竞争指数分析米槠天然次生林群落优势种群竞争关系，从而为闽北米槠天然林的更新与保护提供理论参考.结果表明：在米槠天然次生林中，米槠占据优势主导地位.群落中主要树种米槠、木荷、榉木表现出强烈的种内与种间竞争关系，而其他如拟赤杨、青冈栎、槠木、红楠、黄瑞木、黄楠等次要树种的种内与种间竞争关系均较微弱.

闽北；天然林；米槠次生林；种内竞争；种间竞争

【引用格式】钟兆全.闽北米槠天然次生林乔木层群落竞争关系分析[J].北华大学学报(自然科学版)，2016，17(5)：674-678.

米槠(Castanopsiscarlesii)属于高大乔木种，木质优良，生长速度快，且涵养水源、培肥土壤能力强，在福建分布广度略低于栲树，具有很高的经济价值，需加强研究以利于其合理开发与保护.王新功等[1-2]分析了武夷山米槠群落优势种群生态位、空间分布格局，游水生等[3]对福建武平米槠群落进行了动态规律分析.但针对米槠天然林群落的竞争研究较少，而物种的竞争关系和共存机制一直是生态学研究的核心问题，国内外许多学者对物种竞争类型及其规律进行了广泛深入的研究并取得大量成果[4-9].本研究通过分析闽北米槠次生林群落内部优势树种的竞争关系，了解米槠林群落中各种群的地位与相互关系，为米槠林的经营管理、开发利用及种群保护提供理论指导.

1 研究区概况

研究区设于福建顺昌县国有林场武坊工区.顺昌县地处N 26°38′，E 117°29′，海拔1 384 m，属中亚热带海洋性湿润气候，年均温19 ℃左右，全年无霜期多达310 d，雨水充沛，年均降水量2 051 mm，年均湿度可达82%.研究区土壤条件优越，为山地黄壤，立地等级Ⅰ级，平均坡度30°，郁闭度0.9，主要为常绿阔叶林区.据调查统计，此次研究样地内乔木层林木共计2 097株，属25科39属 50种.其中，乔木层主要树种有米槠(Castanopsiscarlesii)、木荷(Schimasuperba)、青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)等；灌木层主要有少叶黄杞(Engelhardiafenzelii)、乌饭树(Vacciniumcarlesiibracteatum)、黄端木(Adinandramillettii)等.

2 研究方法

2.1 样地调查

在全面勘查的基础上，在福建省顺昌县国有林场武坊工区的米槠天然林中设置50 m×100 m样地，将样地按5 m间距分割成小正方形网格作为调查单元，对网格进行编号.在样地中进行每木检尺，测量记录树木在网格内的坐标与位置.

2.2 种群大小级划分

本研究以群落乔木层竞争关系为主，林下幼苗与矮灌草层混生，不进行调查.为便于统计分析，将幼树、小树指标统一合成为小树.参考前人[10-11]对木本植物种群大小级划分的标准，本研究中将乔木层种群划分3级.

小树：地径≥1 cm，树高≤1.5 m或胸径<5 cm，树高>1.5 m；

中树：5 cm≤胸径<10 cm，树高>1.5 m；

大树：胸径≥10 cm，树高>1.5 m.

2.3 重要值计算

重要值是一项较全面反映物种群落特征的综合性数量指标，因此采取重要值法对样地中各级树种进行统计，进而确定出群落优势树种.由于在调查中发现，小树级层次中存在黄瑞木、少叶黄杞及乌饭树等灌木散生且植株体较高，与乔木类幼树混生，因此将此类灌木视为小乔木，统一使用乔木层重要值计算公式[11]计算重要值：

IV=(RD+RF+RP)/3，

式中：IV为重要值，是相对密度、相对频度及相对显著度三者之和的平均值；RD为相对密度，是某物种的个体数量与所有物种个体数量的百分比；RF为相对频度，是某种频度与所有种频度之和的百分比；RP为相对显著度，是某种胸高断面之和与所有种胸高断面之和的百分比.

2.4 竞争关系指数

采用基于Voronoi图确定的竞争单元基础上的竞争指数V-Hegyi，主要通过ArcGis程序来完成指数计算.竞争指数V-Hegyi与简单竞争指数Hegyi[4]的计算公式基本一致.单株对象木的竞争指数V-Hegyi公式：

式中：CIi为对象木i的竞争指数；di为第i株对象木的胸径(cm) ；dj为第j株竞争木的胸径(cm)；Lij为对象木i和竞争木j间的距离(m)；ni为第i株对象木所在竞争单元竞争木的株数量(株)，取值3～13.

3 结果与分析

3.1 群落乔木层优势种群重要值特征

树种组成是森林群落的基本特征之一，是研究森林群落的基础工作.本次研究使用重要值作为物种特征值[12]，以该值大于5%作为标准筛选各级优势树种[13-14]，共筛选出12个优势种，基本情况见表1.由表1可知：该群落各级优势树种主要以常绿阔叶树种占优势地位，大树级别中均以常绿阔叶树种为主，而中、小树级别中也只混交一小部分落叶乔木、针叶树种及灌木.其中大、中、小各级别的优势树种重要值比例之和分别为76.39%，73.71%，60.29%，三者相差不大，但大树中的米槠重要值独占55.26%，优势特别突出，远超其余11个优势树种.在中、小树种，米槠种群重要值也处于中上地位.根据群落的组成分布与演替规律可以预见：该群落常绿乔木的优势将不断加强，且仅从重要值判断，米槠种群竞争能力极强，它在群落中占绝对优势，对整个群落的演替与发展有着不可替代的影响.

表1 各级优势树种重要值

3.2 群落乔木层优势种群种内及种间竞争关系分析

各优势树种的种内、种间竞争指数变化如图1、图2所示.研究中结合了汤孟平等[15]在研究常绿阔叶林时对竞争指数的分级标准(强度竞争：竞争指数≥2 000；中度竞争：500<竞争指数≤2 000；弱度竞争：竞争指数≤500).

由图1可知：同一群落内不同树种的种内竞争程度有明显差异，其中仅米槠、木荷、榉木三者表现出高强度的种内竞争，且米槠种群的种内竞争强度远超过其他11个优势种群；结合图2可知，高强度种内竞争的树种同样面对着高强度的种间竞争压力.米槠、木荷、榉木在与其他9种优势种的种间竞争对比中处于主要竞争地位，其中米槠仍表现突出，种间竞争程度最强；而种内竞争本就薄弱的拟赤杨、黄楠、黄端木、红楠等9种优势种的种间竞争同样处于弱势，有些甚至可以忽略.产生的原因可能是由于群落中米槠、木荷、榉木的株数量较多，且分布均匀，与同种或异种相遇概率大，所以具有较为强烈的种内及种间竞争，尤其是米槠自主更新能力较强，种内及种间相遇概率更大，而木荷、榉木更新速度慢，样地内株数量又少于米槠，故种内及种间竞争强度低于米槠；余下9种优势种槠木、拟刺杨、黄瑞木、红楠等因株数量少或分布散乱等原因其种内、种间竞争较弱.

由此可见，物种竞争强度主要与物种在空间内的分布、生态习性、数量等因素有关，同一树种在小尺度范围内的聚集程度越高，其种内及种间竞争越激烈，而竞争指数大的树种也成为自然稀疏和人工择伐的主要对象.

4 结果与讨论

1)闽北典型米槠次生林群落中常绿乔木优势突出，米槠为主要优势树种，占据着主导地位，米槠种群的生长变化对米槠次生林中的其他优势树种甚至整个群落发展都有着重要的引导作用.

2)闽北米槠次生林群落中种间与种内的竞争强度呈正相关关系，主要树种米槠、木荷、榉木在具备较强种内竞争关系的同时也面临较强的种间竞争压力，而拟刺杨、黄楠、红楠等其他次优势树种的种内、种间竞争能力均较弱.

3)根据群落演替发展规律，竞争指数大的树种通常是森林结构调整的首选对象.因此群落的种间种内关系可能为林业生产实践提供理论参考；然而影响森林群落与种群生长发展的因子众多，应用竞争指数分析能否使群落结构得以合理的调整改善，仍需不断探索，以满足米槠天然林及其他天然林保护与利用的需要.

[1] 王新功，洪伟，吴承祯，等.武夷山米槠林主要种群生态位研究[J].中南林学院学报，2003，23(3)：34-38.

[2] 王新功，洪伟，吴承祯，等.武夷山米槠林群落优势种群空间格局的研究[J].河南农业大学学报，2003，37(1)：44-48.

[3] 游永生.不同人为干扰强度对米槠林乔木层组成和物种多样性的影响[J].林业科学，2001(S1)：106-110.

[4] Hegyi F.A simulation model for managing jack-pine stands[C]//Fries J.Growth models for tree and stand simulation.Stockholm：Royal College of Forestry，1974：74-90.

[5] Liu C J.Competition index and its relationship to individual tree growth[J].IUFO WORD Cong Proc Div，1981(6)：135-147.

[6] Tome M，Burkhart H E.Distance dependent competition measures for predicting growth of individual trees[J].Forest Science，1989，35(3)：816-831.

[7] 邵国凡.关于林木竞争数量指标[J].林业译丛，1985(1)：1-6.

[8] 张跃西.邻体干扰模型的改进及其在营林中的应用[J].植物生态学与地植物学学报，1993，17(4)：352-357.

[9] 王峥峰，安树青.海南岛吊罗山热带山地雨林邻体效应分析[J].中山大学研究生学刊(自然科学版)，1999，20(3)：63-71.

[10] 胡小兵，于明坚.青冈常绿阔叶林中青冈种群结构与分布格局[J].浙江大学学报(理学版)，2003，30(5)：374-579.

[11] 张金屯.数量生态学[M].北京：科学出版社，2004：19-21.

[12] 贺山峰，蒋德明，李晓兰，等.小叶锦鸡儿固沙群落草本种群重要值与生态位的研究[J].干旱区资源与环境，2007，21(10)：150-155.

[13] 朱圣潮.浙江丽水太山褐叶青冈林群落结构及其多样性[J].中南林学院学报，2006，26(4)：56-60.

[14] 刘福权，郭乐东，马旭东.粤北次生常绿阔叶林优势种群结构及分布格局研究[J].广东林业科技，2011，27(4)：12-18.

[15] 汤孟平，陈永刚，徐文兵，等.森林空间结构分析[M].北京：科学出版社，2013，48(8)：46-52.

【责任编辑：郭 伟】

2014年中国科技核心期刊综合大学学报类核心总被引频次排序*

*源于中国科学技术信息研究所《2015年版中国科技期刊引证报告(核心版)》，2015：130-131.

Analysis of Community Competition for Tree Layer of CastanopsiscarlesiiNatural Secondary Forests in Northern Fujian

Zhong Zhaoquan

(State-owned Forest Farm of Shunchang County，Shunchang 353200，China)

Through the tree species investigation in the typicalCastanopsiscarlesiinatural secondary forests in Shunchang County，the important value of the dominant tree species in the tree layer were calculated.Then the competition relationships among the dominant tree specie communities were analyzed by using V-Hegyi competition index to provide theoretical reference for the regeneration and protection ofCastanopsiscarlesiinatural forests in northern Fujian.The results showed that inCastanopsiscarlesiinatural secondary forests，Castanopsiscarlesiiwas still dominant.The intraspecific and interspecific competitions were sharp among principal species which containedCastanopsiscarlesii，SchimasuperbandZelkovaschneideriana.While the intraspecific and interspecific competitions in minor species amongAlniphyllumfortunei，Cyclobalanopsisglauca，Castanopsissclerophylla，Machilusthunbergii，Adinandramillettiietc.were weak.

Northern Fujian；natural forest；Castanopsiscarlesiinatural secondary forest；intraspecific competition；interspecific competition

1009-4822(2016)05-0674-05

10.11713/j.issn.1009-4822.2016.05.026

2016-03-28

钟兆全(1964-)，男，高级工程师，主要从事森林资源经营管理研究，E-mail：sclyzzq@163.com.

S758.5

A