不同林龄马尾松人工林的乔木层结构特征

罗水金

摘 要：为了解采伐迹地马尾松（Pinus Massoniana）群落的演替恢复过程，通过野外标准地群落调查和重要值计算，分析了福建沙县不同林龄（40a生，25a生和14a生）马尾松人工林乔木层结构特征的差异。结果表明：（1）不同林龄马尾松人工林乔木层群落树种组成为40a>25a>14a。马尾松人工林林龄越大，乔木层树种越多。（2）种群径级分布：40a生马尾松人工林，胸径级大的个体占的比重较大，随径级减少，立木株减少；25a和14a则相反。（3）马尾松种群的垂直结构：不同林龄的马尾松人工林，乔木层马尾松垂直结构服从正态分布，40a生马尾松人工林，最大株数所在的树高级越大，且随高度级减少，立木株减少；25a和14a则相反。不同林龄的人工林中物种丰富度为40a>25a>14a。

关键词：马尾松；林龄；乔木层结构

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）10-91-03

Abstract：To understand the succession of community recovery process in deforested Pinus massoniana，we analyze the arbor layer structure characteristics differences of Pinus massoniana plantation of different age （born 40 years，25 years and 10 years）in Shaxian，Fujian province through field standard community investigation and important value calculation.The main results are as follows：（1） arborous layer species number in different forest age of Pinus massoniana plantation is 40a>25a>14a. The greater plantation age，the more arbor layer tree species there are. （2）The diameter class distribution of a population：40 year Pinus massoniana plantation，individuals proportion in high class is larger，with diameter class decreasing，buck strain reduced；the results of 25a and 14a are just the opposite. （3）The vertical structure of Pinus massoniana population： the arbor layer vertical structure of Pinus massoniana of different age is in normal distribution，for 40a Pinus massoniana plantation，the individual number's biggest in the greater height class；with height class decreasing，buck strain decrease；while on the other contrary for 25a and 14a.Species richness of different forest age is 40a>25a>14a.

Key words：Pinus massoniana；Age；Arbor layer structure

马尾松（Pinus massoniana）适应性强，耐干旱、瘠薄，是我国松属树种中分布最广的一种，其自然分布区横跨我国东部（湿润）亚热带的北、中、南3个亚带，主要分布在南方15个省区[1]。马尾松经济价值高，是我国南方林区主要的用材树种之一，广泛应用于建筑、采矿和制浆造纸等行业，在我国的森林资源总量中占有举足轻重的地位。本研究通过不同林龄的马尾松林乔木层结构特征的对比研究，有助于了解采伐迹地上马尾松林群落发生、发展、更新演替过程，为本地区采伐迹地地带性常绿阔叶林植被恢复提供必要的资料和依据。

1 研究地概况

沙县位于福建省中部偏西北，闽江直流沙溪下游，三明、南平两市之间，是全国南方48个重点林业县之一。福建省沙县水南国有林场林地位于沙县的中部和南部，地处武夷山脉与戴云山脉之间，北纬26°16′～26°30′，东经117°44′～118°2′。属典型亚热带季风气候，年均气温15.6～19.6℃，极端最低气温-7.1℃，极端最高气温40.1℃，年平均降水量1 510～1 840mm，年蒸发量1 000mm左右，相对湿度78%～84%，年无霜期253～272d。本研究在该区内3个林龄的马尾松人工林分布设置了样地，林分林龄分别为：40a生，25a生和14a生，3个林分的更新方式均为人工林，即经过砍伐、火烧、种植目的树种等措施逐渐演替而成。

2 研究方法

2.1 样地的设置 2012年10月，对不同林龄的马尾松人工林群落进行全面勘察，采用相邻格子法在每个林龄的马尾松人工林中各取3个样地，每个样地面积为225m2（15m×15m）。乔木层测定胸径≥5cm的所有植株，同时对样地内生境及树木、幼苗、幼树、灌木、草本进行常规调查[2-3]，对胸径和树高进行分级，划分标准主要参照曲仲湘关于径级划分的标准[4]。并记录样地海拔高度、坡度、坡向、坡位等（表1）。endprint

2.2 重要值的计算 重要值是一个重要的群落定量指标，计算公式为：重要值（%）=（相对多度+相对频度+相对优势度）/3。式中：相对多度（%）=某个种的株数/所有种的总株数×100；相对频度（%）=某个种出现的次数/所有种出现的总次数×100；相对优势度（%）=某个种的胸高断面积/所有种的胸高断面积之和×100。

3 结果与分析

3.1 不同林龄的马尾松人工林乔木层组成 在不同林龄的马尾松人工林林样地中，调查样地内乔木层树种的主要特征，通过计算得到相对多度、相对优势度和相对频度等值，其结果如表2。

通过表2分析可得，马尾松人工林林龄越大，乔木层树木株数就越多，其中40a为228株，25a为205株，14a为187株，同时乔木层树种也就越多，其中40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。这是因为无论从肥力还是和土壤适应性方面，40a马尾松林立地条件均要优于25a和14a，这与葛晓改研究结果一致[5]。3个不同林龄的人工林中乔木层主要的优势树种均为马尾松、杉木和米槠。在数量上，3个种在不同林龄的马尾松人工林分布也是不同的：马尾松：14a>25a>40a，这是因为林龄越大，经过人为因素影响比如透光伐，一次、二次间伐后目的树种会相对减少，幼林时期的造林目的树种相对比较多，因为还未被人为经营破坏；杉木和米槠数量均为：40a>25a>14a。

3.2 不同林龄的马尾松人工林结构分析

3.2.1 马尾松种群的径级结构 乔木层树种的胸径分布是重要的群落结构特征，是反映群落结构稳定状态的重要指标[6]。将样地中马尾松种群所有个体按不同径级分类汇总后，得到不同径级范围的相对株数，汇总结果见图1。从图1可以看出，40a马尾松人工林中，随着胸径径级的增大，马尾松株数逐渐增加，在径级22cm达到最大值，为21株，胸径20cm以上的株数占总体的60.00%，这说明40a生的马尾松人工林已进入成熟阶段。25a和14a生马尾松人工林随着胸径径级的增加变化趋势一致，分布呈倒L型，即小径级的株数居多，随着胸径增大，立木株数减少。25a生人工林中，马尾松株数主要集中在20cm径级上，而14a生人工林则主要集中在18cm径级上，这说明了2个不同林龄的人工林属于青幼年阶段，马尾松种群的天然更新状况良好。

3.2.2 马尾松种群的垂直结构 经数据分析，林分特征与树高结果存在着显著的相关性，这对森林的经营、保护和发展以及林分调查都有着重要意义[6]。从图2可知，3个林龄的马尾松人工林随着树高径级的增加均服从正态分布。40a生人工林中，18m高度级的马尾松占马尾松总株数的30%，而25a和14a生人工林株数最高的高度级分别是16m和14m，分别占马尾松总株数的24%和38%。随着林龄的减小，株数在较大的高度级的数量越少，在较小高度级的数量就越大，如14a生马尾松林中20～22m高度级的株数为零，而在6～12m高度级的株数占总株数的61%。

4 结论

（1）不同林龄马尾松人工林乔木层群落树种组成为40a>25a>14a。马尾松人工林林龄越大，乔木层树种种越多，40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。40a马尾松林除了马尾松之外，还以米槠、杉木、罗浮栲为优势树种，而在25a和14a人工林内，除马尾松外其他树种所占比重不大。

（2）不同林龄的马尾松人工林中，25a和14a生马尾松株数胸径径级分布窄，低径级株数所占比重大，说明群落具有良好的演替潜力；40a人工林在大胸径级上的株数大，这说明40a马尾松人工林趋于成熟。

（3）不同林龄的马尾松人工林中，乔木层马尾松垂直结构服从正态分布，且林龄越大，最大株数所在的高度级越大；林龄越大，高度级越大，株数就越多。

（4）不同林龄的马尾松人工林在群落结构上有明显差异，这为在皆伐迹地上恢复中亚热带常绿阔叶林和营林造林的建设提供重要的参考依据。

参考文献

[1]田大伦.马尾松和湿地松林生态系统结构与功能[M].北京：科学出版社，2005.

[2]杨礼旦，王安文，李朝志.水青冈群落物种多样性及乔木种群分布格局[J].南京林业大学学报，2005，29（3）：107-110.

[3]方精云，沉泽昊，唐志尧，等.中国山地植物物种多样性调查计划及若干技术规范[J].生物多样性，2004，12（1）：5-9.

[4]曲仲湘.群落生态学[M].北京：高等教育出版社，1983.

[5]葛晓改，肖文发，曾立雄，等.不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系[J].生态学报，2012，32（3）：852-862.

[6]许善财.马尾松天然次生林林分结构动态及生物量研究[D].福州：福建农林大学，2010. （责编：张宏民）endprint

2.2 重要值的计算 重要值是一个重要的群落定量指标，计算公式为：重要值（%）=（相对多度+相对频度+相对优势度）/3。式中：相对多度（%）=某个种的株数/所有种的总株数×100；相对频度（%）=某个种出现的次数/所有种出现的总次数×100；相对优势度（%）=某个种的胸高断面积/所有种的胸高断面积之和×100。

3 结果与分析

3.1 不同林龄的马尾松人工林乔木层组成 在不同林龄的马尾松人工林林样地中，调查样地内乔木层树种的主要特征，通过计算得到相对多度、相对优势度和相对频度等值，其结果如表2。

通过表2分析可得，马尾松人工林林龄越大，乔木层树木株数就越多，其中40a为228株，25a为205株，14a为187株，同时乔木层树种也就越多，其中40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。这是因为无论从肥力还是和土壤适应性方面，40a马尾松林立地条件均要优于25a和14a，这与葛晓改研究结果一致[5]。3个不同林龄的人工林中乔木层主要的优势树种均为马尾松、杉木和米槠。在数量上，3个种在不同林龄的马尾松人工林分布也是不同的：马尾松：14a>25a>40a，这是因为林龄越大，经过人为因素影响比如透光伐，一次、二次间伐后目的树种会相对减少，幼林时期的造林目的树种相对比较多，因为还未被人为经营破坏；杉木和米槠数量均为：40a>25a>14a。

3.2 不同林龄的马尾松人工林结构分析

3.2.1 马尾松种群的径级结构 乔木层树种的胸径分布是重要的群落结构特征，是反映群落结构稳定状态的重要指标[6]。将样地中马尾松种群所有个体按不同径级分类汇总后，得到不同径级范围的相对株数，汇总结果见图1。从图1可以看出，40a马尾松人工林中，随着胸径径级的增大，马尾松株数逐渐增加，在径级22cm达到最大值，为21株，胸径20cm以上的株数占总体的60.00%，这说明40a生的马尾松人工林已进入成熟阶段。25a和14a生马尾松人工林随着胸径径级的增加变化趋势一致，分布呈倒L型，即小径级的株数居多，随着胸径增大，立木株数减少。25a生人工林中，马尾松株数主要集中在20cm径级上，而14a生人工林则主要集中在18cm径级上，这说明了2个不同林龄的人工林属于青幼年阶段，马尾松种群的天然更新状况良好。

3.2.2 马尾松种群的垂直结构 经数据分析，林分特征与树高结果存在着显著的相关性，这对森林的经营、保护和发展以及林分调查都有着重要意义[6]。从图2可知，3个林龄的马尾松人工林随着树高径级的增加均服从正态分布。40a生人工林中，18m高度级的马尾松占马尾松总株数的30%，而25a和14a生人工林株数最高的高度级分别是16m和14m，分别占马尾松总株数的24%和38%。随着林龄的减小，株数在较大的高度级的数量越少，在较小高度级的数量就越大，如14a生马尾松林中20～22m高度级的株数为零，而在6～12m高度级的株数占总株数的61%。

4 结论

（1）不同林龄马尾松人工林乔木层群落树种组成为40a>25a>14a。马尾松人工林林龄越大，乔木层树种种越多，40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。40a马尾松林除了马尾松之外，还以米槠、杉木、罗浮栲为优势树种，而在25a和14a人工林内，除马尾松外其他树种所占比重不大。

（2）不同林龄的马尾松人工林中，25a和14a生马尾松株数胸径径级分布窄，低径级株数所占比重大，说明群落具有良好的演替潜力；40a人工林在大胸径级上的株数大，这说明40a马尾松人工林趋于成熟。

（3）不同林龄的马尾松人工林中，乔木层马尾松垂直结构服从正态分布，且林龄越大，最大株数所在的高度级越大；林龄越大，高度级越大，株数就越多。

（4）不同林龄的马尾松人工林在群落结构上有明显差异，这为在皆伐迹地上恢复中亚热带常绿阔叶林和营林造林的建设提供重要的参考依据。

参考文献

[1]田大伦.马尾松和湿地松林生态系统结构与功能[M].北京：科学出版社，2005.

[2]杨礼旦，王安文，李朝志.水青冈群落物种多样性及乔木种群分布格局[J].南京林业大学学报，2005，29（3）：107-110.

[3]方精云，沉泽昊，唐志尧，等.中国山地植物物种多样性调查计划及若干技术规范[J].生物多样性，2004，12（1）：5-9.

[4]曲仲湘.群落生态学[M].北京：高等教育出版社，1983.

[5]葛晓改，肖文发，曾立雄，等.不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系[J].生态学报，2012，32（3）：852-862.

[6]许善财.马尾松天然次生林林分结构动态及生物量研究[D].福州：福建农林大学，2010. （责编：张宏民）endprint

2.2 重要值的计算 重要值是一个重要的群落定量指标，计算公式为：重要值（%）=（相对多度+相对频度+相对优势度）/3。式中：相对多度（%）=某个种的株数/所有种的总株数×100；相对频度（%）=某个种出现的次数/所有种出现的总次数×100；相对优势度（%）=某个种的胸高断面积/所有种的胸高断面积之和×100。

3 结果与分析

3.1 不同林龄的马尾松人工林乔木层组成 在不同林龄的马尾松人工林林样地中，调查样地内乔木层树种的主要特征，通过计算得到相对多度、相对优势度和相对频度等值，其结果如表2。

通过表2分析可得，马尾松人工林林龄越大，乔木层树木株数就越多，其中40a为228株，25a为205株，14a为187株，同时乔木层树种也就越多，其中40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。这是因为无论从肥力还是和土壤适应性方面，40a马尾松林立地条件均要优于25a和14a，这与葛晓改研究结果一致[5]。3个不同林龄的人工林中乔木层主要的优势树种均为马尾松、杉木和米槠。在数量上，3个种在不同林龄的马尾松人工林分布也是不同的：马尾松：14a>25a>40a，这是因为林龄越大，经过人为因素影响比如透光伐，一次、二次间伐后目的树种会相对减少，幼林时期的造林目的树种相对比较多，因为还未被人为经营破坏；杉木和米槠数量均为：40a>25a>14a。

3.2 不同林龄的马尾松人工林结构分析

3.2.1 马尾松种群的径级结构 乔木层树种的胸径分布是重要的群落结构特征，是反映群落结构稳定状态的重要指标[6]。将样地中马尾松种群所有个体按不同径级分类汇总后，得到不同径级范围的相对株数，汇总结果见图1。从图1可以看出，40a马尾松人工林中，随着胸径径级的增大，马尾松株数逐渐增加，在径级22cm达到最大值，为21株，胸径20cm以上的株数占总体的60.00%，这说明40a生的马尾松人工林已进入成熟阶段。25a和14a生马尾松人工林随着胸径径级的增加变化趋势一致，分布呈倒L型，即小径级的株数居多，随着胸径增大，立木株数减少。25a生人工林中，马尾松株数主要集中在20cm径级上，而14a生人工林则主要集中在18cm径级上，这说明了2个不同林龄的人工林属于青幼年阶段，马尾松种群的天然更新状况良好。

3.2.2 马尾松种群的垂直结构 经数据分析，林分特征与树高结果存在着显著的相关性，这对森林的经营、保护和发展以及林分调查都有着重要意义[6]。从图2可知，3个林龄的马尾松人工林随着树高径级的增加均服从正态分布。40a生人工林中，18m高度级的马尾松占马尾松总株数的30%，而25a和14a生人工林株数最高的高度级分别是16m和14m，分别占马尾松总株数的24%和38%。随着林龄的减小，株数在较大的高度级的数量越少，在较小高度级的数量就越大，如14a生马尾松林中20～22m高度级的株数为零，而在6～12m高度级的株数占总株数的61%。

4 结论

（1）不同林龄马尾松人工林乔木层群落树种组成为40a>25a>14a。马尾松人工林林龄越大，乔木层树种种越多，40a马尾松林中乔木层有19个种，25a和14a分别是12个种和9个种。40a马尾松林除了马尾松之外，还以米槠、杉木、罗浮栲为优势树种，而在25a和14a人工林内，除马尾松外其他树种所占比重不大。

（2）不同林龄的马尾松人工林中，25a和14a生马尾松株数胸径径级分布窄，低径级株数所占比重大，说明群落具有良好的演替潜力；40a人工林在大胸径级上的株数大，这说明40a马尾松人工林趋于成熟。

（3）不同林龄的马尾松人工林中，乔木层马尾松垂直结构服从正态分布，且林龄越大，最大株数所在的高度级越大；林龄越大，高度级越大，株数就越多。

（4）不同林龄的马尾松人工林在群落结构上有明显差异，这为在皆伐迹地上恢复中亚热带常绿阔叶林和营林造林的建设提供重要的参考依据。

参考文献

[1]田大伦.马尾松和湿地松林生态系统结构与功能[M].北京：科学出版社，2005.

[2]杨礼旦，王安文，李朝志.水青冈群落物种多样性及乔木种群分布格局[J].南京林业大学学报，2005，29（3）：107-110.

[3]方精云，沉泽昊，唐志尧，等.中国山地植物物种多样性调查计划及若干技术规范[J].生物多样性，2004，12（1）：5-9.

[4]曲仲湘.群落生态学[M].北京：高等教育出版社，1983.

[5]葛晓改，肖文发，曾立雄，等.不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系[J].生态学报，2012，32（3）：852-862.

[6]许善财.马尾松天然次生林林分结构动态及生物量研究[D].福州：福建农林大学，2010. （责编：张宏民）endprint