天然次生油松林更新動態(tài)研究

天然次生油松林更新動態(tài)研究

物種的年齡結(jié)構(gòu)和更新動態(tài)可以反映物種中不同年齡組中成員的數(shù)量分布，也可以用來分析物種的結(jié)構(gòu)和破壞，預(yù)測未來物種的動態(tài)，并促進(jìn)人類合理利用自然資源。河北木蘭圍場自然保護(hù)區(qū)距北京僅350km,是維持該區(qū)生態(tài)平衡、資源保護(hù)、植被恢復(fù)和科研于一體的多功能自然保護(hù)區(qū),對京津冀生態(tài)安全起著重要屏障作用。而該保護(hù)區(qū)的主要森林類型為天然次生油松林1研究區(qū)土層研究區(qū)設(shè)在河北木蘭圍場自然保護(hù)區(qū)內(nèi),地理坐標(biāo)為北緯41°47′~42°06′、東經(jīng)116°51′~117°45′)。該保護(hù)區(qū)地處半濕潤半干旱地區(qū),平均海拔1374m,屬寒溫帶大陸性氣候,年平均氣溫3~4℃,年平均降水量380~560mm,無霜期約100d。研究區(qū)土壤以棕黃色森林沙壤土為主,土層較深厚;森林植被主要為長期封育后形成的天然次生油松林,林木多為40~60a生,林分樹高為11.2~18.5m,胸徑為9.5~16.7cm,冠幅為1.77~2.85m。2學(xué)習(xí)方法2.1標(biāo)準(zhǔn)配置在2014年5月10日至6月1日間,依據(jù)群落特征學(xué)調(diào)查方法2.2調(diào)查和測定指標(biāo)對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的喬木進(jìn)行全林定位和每木檢尺。標(biāo)記樹號并實測每棵樹的胸徑(DBH)(部分進(jìn)行整化徑級)、樹高(H)、枝下高和四向冠幅。以標(biāo)準(zhǔn)地的西邊界為X軸、北邊界為Y軸,確定個體坐標(biāo),以表格形式記錄并繪制成圖,標(biāo)明坐標(biāo)與冠幅。各標(biāo)準(zhǔn)地均沿對角線設(shè)置5個5m×5m的小樣方以調(diào)查灌木種類和蓋度,并按特定齡級統(tǒng)計和測定每一個樣方內(nèi)油松的株數(shù)和樹高。此外,對研究區(qū)內(nèi)的土壤物理性質(zhì)、林分郁閉度、林下空氣溫度和濕度等環(huán)境因子等也進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查和記錄。2.3油松組的個體年齡確定基于以上每木檢尺,通過取平均值的方法確定油松成年林內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)株。對每塊標(biāo)準(zhǔn)地中胸徑不小于6.0cm的立木2.4調(diào)查區(qū)油松成年林木年齡-胸徑生長回歸分析結(jié)果繪制不同標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)油松成年林木胸徑與年齡的散點(diǎn)圖,得到年齡(A)與胸徑(D)的回歸方程,從而計算出研究區(qū)油松種群內(nèi)所有成熟林木的年齡(坡底、坡中和坡頂處油松成年林木年齡-胸徑回歸方程,分別為A=0.0212D2.5生活表的編制和生命曲線的設(shè)計依據(jù)靜態(tài)生命表編制方法依據(jù)存活曲線繪制方法3結(jié)果與分析3.1調(diào)查結(jié)果:有什么調(diào)查結(jié)果?表1為不同立地條件對天然次生油松林更新能力影響的調(diào)查結(jié)果。由表1可以明顯看出,郁閉度對油松幼苗更新影響很大,坡中標(biāo)準(zhǔn)地郁閉度最大(0.87),油松幼苗密度也最大(4.192株/m3.2油松個體在各齡級的分布規(guī)律圖1分別為坡底、坡中和坡頂處不同齡級油松分布狀況。由圖1可以看出,“坡底”年齡結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出金字塔型,即0~4a生個體數(shù)較多(219株),而之后各個齡級油松數(shù)量則相對較少,形成一種特殊的年齡錐體,與經(jīng)典正金字塔型不同的是標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)油松個體在各齡級的分布沒有明確的規(guī)律和趨勢,表現(xiàn)在4~12a生和28~36a生的個體數(shù)量較多,且這兩個齡級所包含個體數(shù)均達(dá)到了3塊標(biāo)準(zhǔn)地同齡級中的最大值?！捌轮小?~4a生油松幼苗數(shù)(525株)是3塊標(biāo)準(zhǔn)地中最多的,但在4~12a生和28~36a生這兩個齡級出現(xiàn)了明顯斷層現(xiàn)象,而其他各齡級個體數(shù)分布較均勻,形成了比較穩(wěn)定的增長型年齡錐體?！捌马敗?~4a生齡級油松幼苗數(shù)(142株)在3塊標(biāo)準(zhǔn)地同齡級中最少,但后續(xù)齡級均勻分布,亦并非是典型的正金字塔?？傮w而言,3塊標(biāo)準(zhǔn)地油松種群年齡結(jié)構(gòu)大體均呈增長型分布,小于4a生齡級的幼苗較多,林分處于幼年期。3.3死亡率和存活率表2為不同立地條件油松靜態(tài)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變化規(guī)律均呈波狀分布;0~10a生齡級的個體數(shù)在各個立地油松林的年齡結(jié)構(gòu)中所占比例最大,可見更新層幼苗數(shù)較多,但該齡級油松個體死亡率也均較高。在“坡底”標(biāo)準(zhǔn)地中,隨著齡級的增加,除在20~30a生齡級間的油松存活率小幅上升外,后續(xù)齡級的存活率逐漸減小;在死亡率方面,在10~20a生齡級間的死亡率為負(fù)值,說明10~20a生間嚴(yán)重缺少油松幼苗或幼樹的及時補(bǔ)充,從而出現(xiàn)20~30a生間的個體數(shù)比10~20a生間的個體數(shù)多的現(xiàn)象,而后續(xù)齡級的死亡率逐漸增大,但在50~60a生間的死亡率較低;生命期望最大值多集中于10~20a生間,可見存活到該齡級的可能性較大,處于生理旺盛期,而該齡級之后的生理壽命逐漸降低,種群生理衰退。在“坡中”標(biāo)準(zhǔn)地中,0~10a生的油松個體數(shù)在3塊標(biāo)準(zhǔn)地中最多,即更新幼苗較多;隨齡級變大,存活率逐漸減小,最后在60~70a生齡級降到0.0019;0~10a生死亡率最高,10~20a生呈零死亡狀態(tài),20~30a生、40~50a生齡級間出現(xiàn)負(fù)死亡率,可見極度缺乏幼苗幼樹的及時供應(yīng)與補(bǔ)充;生命期望無較大差異,沒有明顯的優(yōu)勢齡級。在“坡頂”標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi),同樣0~10a生齡級油松占大部分,整體而言,存活率隨齡級變大逐漸減小;死亡率亦大體逐漸減小,10~30a生齡級間死亡率出現(xiàn)負(fù)值,說明缺少前一個齡級的個體;生命期望在10~20a生齡級達(dá)到最大,可見,存活到該齡級的可能性較大,生存質(zhì)量最高,為油松生理活動的旺盛期。3.4坡底油松生長情況圖2為不同立地條件下油松種群存活曲線。由圖2可以看出,3塊標(biāo)準(zhǔn)地油松種群存活曲線整體均呈下降趨勢;10~20a生齡級存活率均急劇下降;在20~60a生齡級間,坡底30~60a生齡級存活曲線逐漸下降,坡中和坡頂處存活曲線均大體趨于穩(wěn)定,但60a生齡級后3塊標(biāo)準(zhǔn)地存活曲線均大幅下降,其中坡底油松種群在70a生齡級存活率最小。整體而言,存活率在不同立地條件下由大到小依次為坡頂、坡底、坡中。4不同坡底油松種群的存活曲線影響木蘭圍場天然次生油松林更新的主要因子是郁閉度和灌草蓋度;較高郁閉度、較高濕度有利于油松更新;幼苗更新密度最大值達(dá)4.192株/m不同立地條件下油松種群年齡結(jié)構(gòu)均為增長型年齡錐體;0~10a生齡級個體數(shù)最多,其中坡中處最多達(dá)525株;生命期望最大值較集中于10~20a生齡級,該齡級屬于生理旺盛期,應(yīng)予以保護(hù)。不同立地條件下油松種群的存活曲線大體均呈逐漸下降趨勢,在20~60a生齡級間,除坡底30~60a生齡級存活曲線逐漸下降外,坡中和坡頂處存活曲線大體均趨于穩(wěn)定,但60a生齡級后3塊標(biāo)準(zhǔn)地存活曲線均大幅下降,其中坡底油松種群在70a生齡級存活率最小,為0;整體而言,存活率由大到小依次為坡頂、坡底、坡中。天然次生林是原始林受到自然或人為反復(fù)破壞后在次生裸地上形成的森林群落灌草蓋度對油松幼苗更新能力的影響主要是由于種間競爭。若灌草蓋度較大,則灌木和草本勢必會通過生長資源競爭、種間作用對油松幼苗萌發(fā)和生長產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而抑制其更新。相關(guān)研究表明,林下溫、濕度的微小差別可造成空氣中水勢明顯波動,進(jìn)而導(dǎo)致林下植被生理適應(yīng)變化研究喬木種群年齡結(jié)構(gòu)不僅可以了解現(xiàn)在的種群狀態(tài),也可以分析過去種群的結(jié)構(gòu)與受干擾狀態(tài),預(yù)測未來種群動態(tài),揭示種子散布、萌發(fā)及幼苗建立等特征油松為陽性樹種,是該保護(hù)區(qū)次生群落演替的先鋒樹種之一。油松在采伐跡地上定居后,隨著個體的增長對營養(yǎng)空間的需求也在不斷增大,林內(nèi)