林分间的树种组成指数

林分间的树种组成指数

在管理方面，两个树种组成结构的差异用于比较树种组成公式。而树种组成式的不足之处在于难以进行定量比较。用数量指标(树种组成指数)可定量描述树种多样性,便于林分间的比较。1树种组成式的优缺点树种多样性是森林生态系统在物种尺度上的生物多样性,包括树种数与各树种的比例。在传统森林经营中,树种多样性常用树种组成式表示。树种组成式以小班为单位,按各乔木树种的蓄积量所占比例,用十分数表示,如4红3云2冷1椴。树种组成式的优点是可以同时反映林分中所包含的树种及各树种的比例。缺点是树种组成式仅为一个文字表达式,不便于林分间进行树种多样性的定量分析与比较。例如,吉林省汪清林业局金沟林场两个小班的树种组成式分别为:3林班14小班——4冷3樟2枫1白3林班16小班——4冷2樟2枫2白从树种组成式可以看出,这两个小班的树种相同,但各树种的蓄积比例不完全相同。主要区别是樟子松和白桦所占的比例不同,这种差别究竟有多大,用树种组成式难以进行定量描述。为此,我们引入Shannon物种多样性指数,提出树种组成指数的概念。树种组成指数是反映林分树种多样性的定量指标,计算公式如下:式中:Z—树种组成指数;n—树种个数;pi—第i树种蓄积比例;log—以10为底的对数。用(1)式计算上述两个小班的树种组成指数,3林班14小班的树种组成指数Z1=0.5558;3林班16小班的树种组成指数Z2=0.5786。说明,3林班16小班的树种多样性高于3林班14小班。可见,树种组成指数能定量比较两个林分之间的树种组成差异。2树种组成及其形式一个森林景观往往包含多个林分,研究这些林分的树种多样性,逐个计算树种组成指数很烦琐,用查表方法可大大减少计算工作量。由于树种组成常用十分数表示。所以,树种组成的形式是有限的(非十分数表示则不然)。所有可能的树种组成有41种形式,计算相应的树种组成指数(以10为底数),就得到树种组成指数表,如表1所示。根据树种组成指数表1可以迅速查出树种组成指数,不必重新计算,十分方便。如某小班的树种组成式为3云2红2枫1冷1椴1色,查表1得到树种组成指数Z为0.7365。3混交树种组成树种组成指数与树种个数和分布均匀程度有关。根据表1可以绘出树种组成指数与树种个数的关系曲线(图1)及树种组成指数变动幅度图(图2)。结合表1、图1和图2,可得出树种组成指数与树种个数及分布之间的几个关系:1)树种组成指数的变化范围是。纯林取值为0,绝对混交林(10个树种各占1成)取值为1(表1和图1)。2)树种组成指数随树种个数增加而呈对数增长趋势(图1)。3)树种组成指数是由树种个数和树种蓄积比例的均匀程度共同决定的。4)当树种个数等于3时,树种组成指数变动幅度最大;其次是树种个数等于4、5和2时,但差别较小。当树种个数>3时,变动幅度呈减小趋势。树种组成指数变动幅度越大,混交林的混交形式越多(图1、图2)。5)当树种组成用有限分数表示时,树种组成形式也是有限的,树种组成指数不连续。4树种组成图12根据吉林汪清林业局金沟岭林场1997年二类调查资料,用(1)式计算各有林地小班的树种组成指数,并分析树种组成指数分布特点。经统计,金沟岭林场除第41种树种组成形式以外,其它形式都有(图3)。树种组成形式与代码同表1。由图3可见,本场混交林的主要树种组成形式是33(322111),其次是38(2221111)和1(10),括号左侧的数字是树种组成形式代码,括号内的数字是各树种比例。树种组成形式1～23,树种个数较少,小班频率大于面积比例(18、19形式除外),说明小班面积较小(形式18除外);形式24～41则相反,小班面积较大。把树种组成指数0～1的取值范围分为10个等级,等级间距0.1,各等级中值:0.5、0.15、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95。统计计算各等级面积比例和小班频率,绘制树种组成指数分布直方图(图4)。由图4可见,该林场有40%的小班和近50%的小班面积树种组成指数为0.75。以面积比例为权重计算小班平均树种组成指数为0.71;以小班频率为权重计算平均树种组成指数为0.67。树种组成指数小于0.6的各等级,小班频率大于面积比例,说明树种组成指数较低的小班面积也较小,平均为7.1hm2。主要原因是这些小班大多数是人工林,面积小,树种组成简单。而树种组成指数大于0.6的各等级的小班频率小于面积比例,说明树种组成指数大的小班面积也较大,平均16.9hm2,这些小班多为天然林,树种个数多,树种组成复杂。5组成指数法树种组成指数能定量描述林分树种多样性,但并不