东折棱河原始阔叶红松林更新演替分析

1、林学11-1班 游韩莉 110114132第 页，共10页生态环境综合考察实习个人报告题目：东折棱河原始阔叶红松林更新演替分析题目：东折棱河原始阔叶红松林更新演替分析班级： 姓名：学号：指导老师：2014年8月东折棱河原始阔叶红松林更新演替分析北京林业大学 林学院 摘要： 红松林是小兴安岭东折棱河自然保护区的林型之一，保存不多，研究的目的在于揭示红松天然更新的趋势。通过对红松桦木混交林下的90个小样方分主林层、更替层和更新层进行调查，计算比较得出各层次的主要组成树种。根据各树种自身生长习性与生态环境的关系，分析得出结果显示：更替层中的紫椴、更新层的五角枫将依次替代现有林分中的优势阔叶树，成为红

2、松的主要伴生树种。 关键词： 红松 更新 生长习性 生态环境Regeneration and succession in Pinus koraiensis broad-leaved mixed forest in Dongzhelenghe Abstract： The forest of pinus koraiensis is one of the main forest types in Dong Zhelinghe Xiaoxingan area. Now, it is a rare remnant ecosystem. Primary objective of this study wa

3、s to examine the direction of the natural regeneration of Pinus koraiensis in the forest. The forest composed of main storry, subroqation storry and regeneration storry. It can be calculated and compared that the main composed tree species of every storry by investigating in 90 quads in Pinus koraie

4、nsis broad-leaved mixed forest. That the result is acquired by analyzing the connection between the growth habit and the ecological environment revealed Tilia amurensis in subroqation storry, Acer mono of regeneration storry would gradually replace the existing excellent tree, and they would become

5、main associated species with Pinus koraiensis.Key words： Pinus koraiensis，regeneration，growth babit，ecological environment 阔叶红松林是东北小兴安岭地区最典型和稳定的植被类型1，是地带性“顶极”植被1-2，是欧亚大陆北温带生物多样性较高的森林生态系统3。其具有寿命长，年龄分布有一个200年左右的连续分布区段和一个80120年左右的间断区段的年龄结构特点4。其主要树种红松(Pinus koraiensis)材质优良，用途广泛，最大年龄可达300320年4。但在过去的几十年中,

6、 由于皆伐和更新不良导致它的分布面积和蓄积量的减少1，严重制约东折棱河经营所的建设以及当地经济发展和人民生活水平的提高。研究林地内的更新机制有助于管理人员改善经营模式，更好地利用土地资源。本文就以郎乡地区三种常见红松桦木混交林为基础，初步揭示红松阔叶林的更新演替趋势。1 研究地概况和研究方法1.1研究地概况东折棱河林场位于黑龙江省小兴安岭南麓的伊春市朗乡林业局巴棱河流域 ,地理坐标为1283012924E，46294706N。海拔 200970m，总面积 7039hm。东折棱河林场气候属北温带大陆性湿润季风气候区，受太平洋季风和西伯利亚寒带，冷气候的双重影响，冬季寒冷，干燥延续时间长，夏季湿润

7、凉爽短促，年平均气温为1.0，无霜期95120天，年积温19002200，本地区年降水约610mm。从环境气候数据可以得出，春秋两季风大且气候干燥，是森林火灾高发时期。此时的防火等级是最高级。反而夏季高温多雨，空气湿度大，森林火灾发生的几率低，雷电天气多。冬季雪的厚度大，所以一般不会形成火灾。主要以低山缓坡为主, 最大坡度不超过20，平均坡度为12，海拔最高1180m，最低30m。林场的林业用地面积6718hm2，天然红松种子林面积1641hm2，天然云杉种子林面积37hm2，人工专营型种子林(主要包括红松、云杉、落叶松、青杨等)面积502hm2。土壤分布是典型暗棕壤占82%，棕色针叶林土占3

8、% ，草甸土占8%，沼泽土占6% ，其它土壤占1%。东折棱河林场林分主要由红松(Pinus koraiensis)、云杉(Picea jezoensis)、冷杉(Abies nephrolepis)、桦树(Betulasp)、椴树(Tiliasp)等为主的针阔混交林组成,约占施业区总面积的四分之一。主要灌木为东北溲疏(Deutzia parviflora)、刺五加(Acanthopanax senti-cosus)、毛榛(Corylusmandshurica)、山梅花(Philadelphus henryi)、曲萼绣线菊(Spiraea flexuosa)等;主要草本为酢浆草(Oxalis c

9、or-niculata)、白花碎米荠(Cardamine leucantha)、人字果(Dicho-carpum hypoglaucun)、华北蹄盖蕨(Athyrium pachyphlebium)、小叶芹(Aegopodium alpestre)等。1.2 调查研究方法（1）在调查目的地（海拔362m-535m）避开林缘选取9个30m30m的标准样地，并将每个样地用玻璃绳分割成9个10m10m的调查单元格，调查乔木的种类及数量,起测胸径为4,测量胸径、树高、冠幅、死枝下高和活枝下高,并记录其生长状况等；在每个单元格中央选取1个2m2m的样方调查灌木，选取3个1m1m的小样方以品字形的形式排列

10、调查草本，按物种记录株数、高度和盖度。此外,还记录样方地理位置、海拔、坡向、坡度等。（2）将整理所得90个小样方数据进行Excel分析，计算实验所需的各树种蓄积量、更新密度、更新频度等数据。根据所得数据作图分析。2 结果与分析2.1 标准地内乔木调查调查的9个样地0.81 hm2范围内共有乔木树种515株，总体密度、胸高断面积、平均高分别为636nhm-2、29.2910m2hm-2、12.50.3m，树种组成式为4红1色1紫1臭1桦1青1鱼+水+榆-花-黄-核，为典型的阔叶红松林。林内灌木、草本种类丰富。灌木密度和平均高分别为38735nhm-2、 0.90.0m，主要物种有东北溲疏、刺五加

11、、曲萼绣线菊、毛榛、珍珠梅；草本密度和平均高分别为336749nhm-2、20.80.5m，主要物种包括小叶芹、白车轴草、金腰子、酢浆草、人字果、荨麻等。阔叶树种在密度(446nhm-2)上占优势，占总体的70.10%。紫椴(80nhm-2)、青楷槭(75nhm-2)、色木槭(68 nhm-2)、黄桦(63nhm-2)、花楷槭(58nhm-2)为主要的阔叶树种，其中黄桦、色木槭的平均胸径和平均高乘积较其他阔叶树种大，说明他们在林分的蓄积上占据着主导地位。标准地内乔木调查情况详见表1.表1 阔叶红松林标准样地(0.81hm2)内乔木调查情况Table 1 Standard plot (0.81h

12、m2) investigation within broadleaved Korean pine trees树种类型树种密度(nhm-2)胸高断面积(m2hm-2)平均胸径(cm)最大胸径(cm)平均高(m)阔叶树种紫椴 Tilia amurensis802.420316.41.38.513.00.7青楷槭 Acer tegmentosum751.766411.61.785.49.70.6色木槭 Acer truncatum 682.770219.61.647.112.80.8黄桦 Betula costata631.807717.31.235.4016.00.9花楷槭 Acer ukurun

13、duense580.64359.21.138.07.70.7水曲柳 Fraxinus mandshurica271.543822.03.451.615.61.7裂叶榆 Ulmus laciniata151.038526.04.453.417.22.4白桦 Betula platyphylla 120.538020.83.741.514.51.8黄菠萝 Phellodendron amurense120.497020.73.13217.22.1核桃楸 Juglans mandshurica90.207416.22.728.214.61.4暴马丁香 Syringa reticulata70.009

14、93.70.86.56.50.4春榆 Ulmus jaonica 70.03567.21.410.57.71.3大果榆 Ulmus macrocarpa 60.05929.82.517.56.42.0其他50.091112.35.322.09.52.9阔叶总体446(70.10%)13.4289(45.85%)15.20.685.412.00.3针叶树种红松 Pinus koraiensis 9312.169731.73.0104.517.61.1臭冷杉 Abies nephrolepis 641.919215.21.754.611.71.0鱼鳞云杉 Picea jezoensis var.m

15、icrospera311.658218.33.856.8010.81.8红皮云杉 Picea koraiensis20.115019.215.134.211.98.3针叶总体190(29.90%)15.8621(54.15%)21.11.8104.513.00.7总体636(100%)29.291(100%)18.10.7104.512.50.3树种组成式4红1色1紫1臭1桦1青1鱼+水+榆-花-黄-核备注：括号内为百分比。由表1可知，花楷槭虽然在密度上有优势，但其胸高断面积、平均胸径、平均高远比密度小于58 nhm-2的树种低，说明其生命力较强，极易散播在调查地上生长。还可以从表1上看出，在

16、这样的原始林中灌木树种裂叶榆、春榆、大果榆等也可以长大成为乔木。针叶树种在胸高断面积(15.8621m2hm-2)上占优势，占总体的54.15%。种类较少，只有红松、臭冷杉、鱼鳞云杉和红皮云杉四种树。其中红松在密度(93nhm-2)、胸高断面积(12.1697m2hm-2)、平均胸径(31.73.0cm)、平均高(17.61.1m)方面都是林中最占优势的树种，同时其最大胸径可达104.5cm。这些都足以说明红松无论是在密度还是在蓄积上都是阔叶红松林中的主导者。从表1可以看出，臭冷杉在密度、胸高断面积方面比鱼鳞云杉有优势，但是其平均胸径及每株的胸高断面积却比鱼鳞云杉小。2.2 各林层调查结果2.

17、2.1 主林层经过实地设置样方调查主林层树木数量、胸径和树高因子，综合统计出各树种每公顷总蓄积量如图1。图1 主林层各树种总蓄积示意图Figure 1 Primary forest layer total volume of each species结果表明：在红松桦木混交林中，红松占32.48%，黄桦占21.38%，白桦占7.72%，共计61.58%；伴生树种如五角枫8.7%、紫椴6.82%、鱼鳞云杉6.56%等其他树种的比例均不大于5%。从树种分布比例上看，该林分中红松和黄桦属于优势树种，占据该林分上层，平均高达到了22m，受光充足，郁闭度大，经测量该红松桦木混交林的郁闭度可达0.8，可见

18、主林层植被长势相当旺盛。主林层除了红松和黄桦外，五角枫、紫椴、核桃楸等小兴安岭地区常见的红松伴生阔叶树种占30.41%，而伴生的针叶树种，如鱼鳞云杉、臭冷杉等占11.05%。综合主林层各种数据分析，该林分混交率较高，存在多种阔叶树与针叶树的混交，其中以红松与黄桦混交为主。从生长势上看，该林分已经进入成熟期，形成了红松阔叶混交林的稳定结构。2.2.2 更替层在稳定的红松阔叶混交林中，随着时间的推移，红松阔叶混交林中红松的阔叶伴生树种总是有规律的进行替代和演替，在不同时期出现不同的阔叶树种占优势。通过对90个2m2m的小样方内幼树的调查，综合分析得图2。图2 更替层优势树种数量及胸高断面积Figu

19、re 2 Replacement layer dominant species number and basal area从图2中可以看出，更替层中针叶树红松和鱼鳞云杉以胸高断面积占优势，而臭冷杉则是在数量上遥遥领先；阔叶树中五角枫的数量众多，而核桃楸和紫椴相对较少，但是长势良好。更替层中红松有5种伴生树种现在长势均良好，但是不能仅仅局限与现象，还要考虑树种本身的生长习性是否将来能够代替现在主林层的优势树种，与红松形成稳定的针阔混交林。所以，我们通过对各个树种的生长习性进行综合分析比较，得出表2。表2 更替层中各优势树种生长习性比较Table 2 Replacement layer growt

20、h habits of each species 耐荫性抗寒性深根性综合鱼鳞云杉臭冷杉五角枫核桃楸紫椴 注：“”即表现良好；“”即表现一般；“”即表现很差。结果显示，更替层中最有潜力成为该林分红松阔叶混交林中的优势树种是紫椴，也就是说，现阶段的红松桦木混交林将来会演替成为红松紫椴混交林。但是，鱼鳞云杉和臭冷杉的综合表现也不弱，将来也很有潜质发展成为优势树种，可能形成红松云冷杉混交林。但是由于两者都是针叶树种，稳定性相对于针阔混交林弱，故而还会继续进化成为红松云冷杉阔叶混交林，成为该地区顶级森林群落结构。2.2.3 更新层通过对红松桦木混交林中90个小样方中更新层的调查，结果显示更新层共有树种2

21、1种，其中15种树都是偶见更新，更新密度和更新频度均极低，不可作为更新趋势的研究对象，因此仅从中挑选出更新密度和更新频度均较高的6种树即臭冷杉、大果榆、丁香、水曲柳、五角枫和鱼鳞云杉，以及该林分主要树种红松进行作图表分析，如图3，图4。图3 更新层主要树种更新频度Figure 3 The update frequency of the main tree species regeneration layer 图4 更新层主要树种更新频度Figure 4 The update frequency of the main tree species regeneration layer结果显示，更新

22、层植被以丁香、五角枫最为集中，所占比例约为2/3，其次是水曲柳、臭冷杉、鱼鳞云杉和大果榆。根据相关资料显示，丁香弱阳性，耐旱，忌低湿，而且丁香属植物为落叶灌木或小乔木，将来无法演替成主林层的主要组成树种5。因此可推测，丁香将成为更替层的主要树种但由于生理局限性无法成为优势树种，在该林分中只能生长在低层。2.3 优势树种树种在各林层的生长状况根据对以上5个树种以及红松在更新层、更替层和主林层存在数量的测定，分析其余5种植被在现有林分中的生长状况,分析得出图5，其中N1、N2和N3分别代表更新层、更替层和主林层。图5 优势树种在各林层数量变化趋势Figure 5 Number of dominan

23、t species in each forest layer结果显示，五角枫的数量直线下降，从更新层是其他树种4倍到主林层数量只略多于其他树种一点，而少于红松。另外三种，即大果榆、水曲柳和鱼鳞云杉也是逐步下降，但降幅较小。臭冷杉在更替层时数量突然增加，发展到主林层时数量则最少。唯一不同的就是红松，稳步上升。 五角枫（Acer mono Maxim）在生长过程中数量直线下降了约88%，这种现象的出现我们要从两个方面考虑，一个是生长环境，另一个就是五角枫自身的生长习性。林分属于稳定的红松阔叶混交林，原始林分，土层深厚、肥沃且湿润，但是该林分主林层树木高达，郁闭度大，林隙少。其次，就五角枫本身而言，

24、是温带弱度喜光，稍耐荫树种，喜欢温凉湿润气候，对土壤要求不严，生长速度中等，具有深根性、抗风力强。由于五角枫在生长过程中需要阳光，但是该林分郁闭度较大，因此长期处于树荫下的五角枫无法正常生长，可能导致枯死。因此推断，存活下来的五角枫大部分是生长在林隙中的，能够很好的吸收阳光，长势良好，甚至成为主林层的优势树种。另外三种数量也呈下降趋势的树种，分别是大果榆、水曲柳和鱼鳞云杉。首先大果榆萌蘖性强，根系发达，因此在更新层数量很多，但是它喜光，因此在郁闭度大的林分下层很难正常生长，导致在生长的过程中数量逐步下降。其次，水曲柳是阳性树种，幼龄期稍耐庇荫，成龄后需要充分光照，喜湿润，但不耐水渍，喜欢生长在

25、山下腹湿润肥沃的缓坡及溪谷、河岸平地上，所以水曲柳数量下降的原因也是显而易见的，与大果榆类似。最后是鱼鳞云杉，据相关资料可知鱼鳞云杉是阴性树种，喜欢生在土层肥厚湿润且排水良好的微酸性棕色森林土壤上，这些均符合当地的林分生长条件，那么数量的下降则并非树种本身与生长自然环境之间的矛盾，我认为可能是由于鱼鳞云杉与其他周边树种在种间竞争中处于劣势，因此数量减少。臭冷杉数量增加到更替层达到最大值，而后又减少。臭冷杉是阴性树种，喜欢冷湿环境及酸性土壤，浅根性。因此在郁闭度大的林分下层，幼苗成活率高，导致更替层数量的增加。而后随着生长发育逐渐进入成熟阶段，数量反而减少，可能是因为种间竞争的关系，导致养分不够

26、充足，生长空间受到限制，或是被挤压6。红松数量显著增加。红松作为当地森林资源不可或缺的主要树种当然是主林层的优势树种，这是毋庸置疑的。李茹秀等在小兴安岭地区的研究结果表明，红松在1520年以前能耐较强庇荫，随后需光量增加，在原始林冠下，由于光照条件不能满足要求，致使大量幼苗死亡7。阔叶红松林下红松天然更新的数量与森林类型和红松结实量有密切关系，而且天然更新的数量随年龄增加而急剧下降，种子丰年后的第2年天然更新的数量最多。在小兴安岭原始林下，6月中旬前基本没有红松幼苗出现，6月中旬到7月中旬红松苗大量出现，9月中旬后停止出苗8。据此我们可以推断调查时期应该属于红松苗大量出现的时期，但结果却显示红

27、松苗极少，我认为这与今年当地的天气条件有关。今年夏季，该地区雨水相对较多，导致气温偏低，红松苗萌芽滞后，所以地表还未出现大量的红松苗。另一方面，可能是由于去年红松的结实量下降，或者在传播种子的环节出现了问题，也就是谈到了动物对红松种子的传播问题。众所周知，松鼠和星鸦每年贮藏的种子数量很多，生境广泛，松鼠主要对母树林下更新其主要作用，而星鸦则对远离母树林下的更新贡献更大9。3 结论与建议3.1 结论通过上述结果与分析得出如下结论：（1）该林分的更新演替趋势基本可以概括为：红松桦木混交林 红松紫椴混交林 红松五角枫混交林其他主要组成树种还包括鱼鳞云杉、臭冷杉、核桃楸和水曲柳。（2）该林分的生态环境

28、较适宜耐荫性强的树种生长，喜光树种毕竟在竞争中被淘汰。红松的更新受光照影响较大，在林隙中生长较旺盛。（3）一个树种能否成为主林层的主要树种不但取决于自身与自然环境是否相适应，还决定于与周边其他树种的种间竞争是否激烈。3.2 建议建国初期对东北林区的阔叶红松林进行了大量采伐，随着采伐的进行，便出现了以什么样的方式采伐才能及时更新、恢复后备资源的问题。针对当时采伐与更新着一生产实践中的主要矛盾，林学界进行了大量的研究试验，研究地点主要集中在小兴安岭阔叶红松林区，研究的内容主要是红松的耐荫性、更新规律和采伐利用等问题。刘庆洪在研究小兴安岭阔叶红松林的红松种群天然更新特点时指出，在小兴安岭的原始红松林

29、内存在年龄从1年到30年的生长及其缓慢的红松幼苗幼树组成的异龄、低矮的更新层。它的年龄结构和生长状况主要受上层林冠的影响10。红松幼苗幼树所处的小生境是否在时间与空间上同上层林冠形成镶嵌，是它们能否进入上层林冠的关键。红松幼苗幼树的顺利生长需要有充足的光照和水分，但是动物埋藏红松种子的行为使红松种子库集中分布在常绿针叶树比例高达密林中，从而造成了红松幼苗幼树的分布于其适生生境的不协调，这是目前红松天然更新不良的根本原因10。许多研究说明，阔叶红松林皆伐不能获得天然更新是一个普遍的事实，最符合阔叶红松林林学特性和保证红松更新的采伐方式应当是择伐和渐伐11。阔叶红松林采伐与更新的研究，已经解决了林

30、业生产中的主伐方式问题，但是由于这种关系仅从表现特征上加以说明，未能深入揭示红松的更新规律，同时对红松天然更新过程及更新后幼苗、幼树的生长缺乏进一步的研究。参考文献1 李俊清等. 中国东北小兴安岭阔叶红松林更新及其恢复研究，2003.72 安凤生,彭志成.东部林区恢复阔叶红松林的方法探讨J.黑龙江科技信息,2011,25:274.3 刘晓东等.东折棱河森林经营所红松混交林的天然更新J.东北林业大学学报,2009,37(9):811.4 李建强等.阔叶红松林结构研究J.内蒙古科技与经济,2004,20:89.5 任宪威. 树木学 中国林业出版社，20076 李景文等. 小兴安岭阔叶红松林采伐迹地更新的研究，林业科学，1988.24（2）7 李景文等. 阔叶红松林皆伐基地天然更新的研究，林业科学，196