天然次生油松林更新动态研究

天然次生油松林更新动态研究

物种的年龄结构和更新动态可以反映物种中不同年龄组中成员的数量分布，也可以用来分析物种的结构和破坏，预测未来物种的动态，并促进人类合理利用自然资源。河北木兰围场自然保护区距北京仅350km,是维持该区生态平衡、资源保护、植被恢复和科研于一体的多功能自然保护区,对京津冀生态安全起着重要屏障作用。而该保护区的主要森林类型为天然次生油松林1研究区土层研究区设在河北木兰围场自然保护区内,地理坐标为北纬41°47′~42°06′、东经116°51′~117°45′)。该保护区地处半湿润半干旱地区,平均海拔1374m,属寒温带大陆性气候,年平均气温3~4℃,年平均降水量380~560mm,无霜期约100d。研究区土壤以棕黄色森林沙壤土为主,土层较深厚;森林植被主要为长期封育后形成的天然次生油松林,林木多为40~60a生,林分树高为11.2~18.5m,胸径为9.5~16.7cm,冠幅为1.77~2.85m。2学习方法2.1标准配置在2014年5月10日至6月1日间,依据群落特征学调查方法2.2调查和测定指标对标准地内的乔木进行全林定位和每木检尺。标记树号并实测每棵树的胸径(DBH)(部分进行整化径级)、树高(H)、枝下高和四向冠幅。以标准地的西边界为X轴、北边界为Y轴,确定个体坐标,以表格形式记录并绘制成图,标明坐标与冠幅。各标准地均沿对角线设置5个5m×5m的小样方以调查灌木种类和盖度,并按特定龄级统计和测定每一个样方内油松的株数和树高。此外,对研究区内的土壤物理性质、林分郁闭度、林下空气温度和湿度等环境因子等也进行相关的数据调查和记录。2.3油松组的个体年龄确定基于以上每木检尺,通过取平均值的方法确定油松成年林内的标准株。对每块标准地中胸径不小于6.0cm的立木2.4调查区油松成年林木年龄-胸径生长回归分析结果绘制不同标准地内油松成年林木胸径与年龄的散点图,得到年龄(A)与胸径(D)的回归方程,从而计算出研究区油松种群内所有成熟林木的年龄(坡底、坡中和坡顶处油松成年林木年龄-胸径回归方程,分别为A=0.0212D2.5生活表的编制和生命曲线的设计依据静态生命表编制方法依据存活曲线绘制方法3结果与分析3.1调查结果:有什么调查结果?表1为不同立地条件对天然次生油松林更新能力影响的调查结果。由表1可以明显看出,郁闭度对油松幼苗更新影响很大,坡中标准地郁闭度最大(0.87),油松幼苗密度也最大(4.192株/m3.2油松个体在各龄级的分布规律图1分别为坡底、坡中和坡顶处不同龄级油松分布状况。由图1可以看出,“坡底”年龄结构呈现出金字塔型,即0~4a生个体数较多(219株),而之后各个龄级油松数量则相对较少,形成一种特殊的年龄锥体,与经典正金字塔型不同的是标准地内油松个体在各龄级的分布没有明确的规律和趋势,表现在4~12a生和28~36a生的个体数量较多,且这两个龄级所包含个体数均达到了3块标准地同龄级中的最大值。“坡中”0~4a生油松幼苗数(525株)是3块标准地中最多的,但在4~12a生和28~36a生这两个龄级出现了明显断层现象,而其他各龄级个体数分布较均匀,形成了比较稳定的增长型年龄锥体。“坡顶”0~4a生龄级油松幼苗数(142株)在3块标准地同龄级中最少,但后续龄级均匀分布,亦并非是典型的正金字塔。总体而言,3块标准地油松种群年龄结构大体均呈增长型分布,小于4a生龄级的幼苗较多,林分处于幼年期。3.3死亡率和存活率表2为不同立地条件油松静态生命表。由表2可以看出,不同立地下油松存活率及死亡率的变化规律均呈波状分布;0~10a生龄级的个体数在各个立地油松林的年龄结构中所占比例最大,可见更新层幼苗数较多,但该龄级油松个体死亡率也均较高。在“坡底”标准地中,随着龄级的增加,除在20~30a生龄级间的油松存活率小幅上升外,后续龄级的存活率逐渐减小;在死亡率方面,在10~20a生龄级间的死亡率为负值,说明10~20a生间严重缺少油松幼苗或幼树的及时补充,从而出现20~30a生间的个体数比10~20a生间的个体数多的现象,而后续龄级的死亡率逐渐增大,但在50~60a生间的死亡率较低;生命期望最大值多集中于10~20a生间,可见存活到该龄级的可能性较大,处于生理旺盛期,而该龄级之后的生理寿命逐渐降低,种群生理衰退。在“坡中”标准地中,0~10a生的油松个体数在3块标准地中最多,即更新幼苗较多;随龄级变大,存活率逐渐减小,最后在60~70a生龄级降到0.0019;0~10a生死亡率最高,10~20a生呈零死亡状态,20~30a生、40~50a生龄级间出现负死亡率,可见极度缺乏幼苗幼树的及时供应与补充;生命期望无较大差异,没有明显的优势龄级。在“坡顶”标准地内,同样0~10a生龄级油松占大部分,整体而言,存活率随龄级变大逐渐减小;死亡率亦大体逐渐减小,10~30a生龄级间死亡率出现负值,说明缺少前一个龄级的个体;生命期望在10~20a生龄级达到最大,可见,存活到该龄级的可能性较大,生存质量最高,为油松生理活动的旺盛期。3.4坡底油松生长情况图2为不同立地条件下油松种群存活曲线。由图2可以看出,3块标准地油松种群存活曲线整体均呈下降趋势;10~20a生龄级存活率均急剧下降;在20~60a生龄级间,坡底30~60a生龄级存活曲线逐渐下降,坡中和坡顶处存活曲线均大体趋于稳定,但60a生龄级后3块标准地存活曲线均大幅下降,其中坡底油松种群在70a生龄级存活率最小。整体而言,存活率在不同立地条件下由大到小依次为坡顶、坡底、坡中。4不同坡底油松种群的存活曲线影响木兰围场天然次生油松林更新的主要因子是郁闭度和灌草盖度;较高郁闭度、较高湿度有利于油松更新;幼苗更新密度最大值达4.192株/m不同立地条件下油松种群年龄结构均为增长型年龄锥体;0~10a生龄级个体数最多,其中坡中处最多达525株;生命期望最大值较集中于10~20a生龄级,该龄级属于生理旺盛期,应予以保护。不同立地条件下油松种群的存活曲线大体均呈逐渐下降趋势,在20~60a生龄级间,除坡底30~60a生龄级存活曲线逐渐下降外,坡中和坡顶处存活曲线大体均趋于稳定,但60a生龄级后3块标准地存活曲线均大幅下降,其中坡底油松种群在70a生龄级存活率最小,为0;整体而言,存活率由大到小依次为坡顶、坡底、坡中。天然次生林是原始林受到自然或人为反复破坏后在次生裸地上形成的森林群落灌草盖度对油松幼苗更新能力的影响主要是由于种间竞争。若灌草盖度较大,则灌木和草本势必会通过生长资源竞争、种间作用对油松幼苗萌发和生长产生不利影响,进而抑制其更新。相关研究表明,林下温、湿度的微小差别可造成空气中水势明显波动,进而导致林下植被生理适应变化研究乔木种群年龄结构不仅可以了解现在的种群状态,也可以分析过去种群的结构与受干扰状态,预测未来种群动态,揭示种子散布、萌发及幼苗建立等特征油松为阳性树种,是该保护区次生群落演替的先锋树种之一。油松在采伐迹地上定居后,随着个体的增长对营养空间的需求也在不断增大,林内