馬尾松人工林的老齡林優(yōu)勢(shì)種群數(shù)量特征研究.pdf

1、馬尾松是我國(guó)亞熱帶地區(qū)特有的鄉(xiāng)土樹種，分布廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速，也是我國(guó)主要造林樹種中分布最廣的一種，是我國(guó)亞熱帶東南部濕潤(rùn)地區(qū)典型的針葉樹代表種。馬尾松天然更新及人工造林容易，它在恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)中能起到引導(dǎo)作用。目前對(duì)馬尾松老齡林的研究較少，本研究探討了光澤馬尾松人工林老齡林的種群數(shù)量特征，從而為馬尾松老齡林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本研究應(yīng)用數(shù)量統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)馬尾松老齡林進(jìn)行了分析討論，包括胸徑結(jié)構(gòu)、樹冠

2、分形特征、空間分布格局、種群密度效應(yīng)、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)等特征，旨在了解馬尾松老齡林的自然變化規(guī)律，從而為馬尾松林的合理經(jīng)營(yíng)及持續(xù)利用提供依據(jù)。研究結(jié)果如下： (1)選用胸徑作為個(gè)體大小的指標(biāo)研究馬尾松種群大小結(jié)構(gòu)。研究表明：70年、10年、4年馬尾松種群直徑與株樹的分布曲線都是形成一條以林分算術(shù)平均直徑為峰點(diǎn)、中等大小的林木株數(shù)占多數(shù)、向其兩端徑階的林木株樹逐漸減少的單峰左右近似于對(duì)稱的山狀曲線，這條曲線近似于正態(tài)分布曲線。馬尾松老齡林

3、各徑階分布比較連續(xù)，中齡林出現(xiàn)徑階空缺的現(xiàn)象，幼齡林又表現(xiàn)出了徑階連續(xù)的分布，這導(dǎo)致馬尾松老齡林、幼齡林的更新較中齡林的快。同時(shí)用不同的模型對(duì)直徑分布進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同的模型適合于不同的年齡，但威布爾分布對(duì)同齡林種群直徑分布擬合效果最好。 (2)運(yùn)用分形理論，對(duì)不同年齡的馬尾松樹冠進(jìn)行研究，結(jié)果表明：隨著馬尾松年齡的減小，樹冠分形維數(shù)也隨之減小。對(duì)老齡林的研究采用三種不同的尺度指標(biāo)：冠幅、底面積、體積，分別測(cè)度馬尾松老

4、齡林樹冠的分形維數(shù)，對(duì)馬尾松老齡林種群樹冠空間占據(jù)程度及利用生態(tài)空間的能力進(jìn)行分析，同時(shí)運(yùn)用改進(jìn)單純形法求解分形維數(shù)。結(jié)果表明，馬尾松老齡林三種尺度指標(biāo)樹冠的分形維數(shù)差距很大，分維數(shù)D分別為3.4071、0.6227、0.1052。以冠幅為測(cè)度指標(biāo)的分形維數(shù)最大，因此馬尾松老齡林種群樹冠分形維數(shù)的測(cè)定指標(biāo)最好用冠幅。 (3)根據(jù)實(shí)地調(diào)查資料，采用C、I、Iδ、Ca和M*/x- 5種聚集度指標(biāo)對(duì)不同年齡的馬尾松種群的空間分布格局進(jìn)

5、行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，馬尾松老齡林、15年生種群分布格局呈均勻分布圖式，其它呈聚集分布。 (4)用Logistic種群增長(zhǎng)新模型及優(yōu)化后的模型對(duì)馬尾松不同年齡種群的基面積進(jìn)行模擬，結(jié)果兩個(gè)模型表現(xiàn)出相一致的變化趨勢(shì)。馬尾松種群基面積的增長(zhǎng)隨著種群年齡的增長(zhǎng)而增加，內(nèi)稟增長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)與其相反。當(dāng)胸徑處于26～30cm之間時(shí)，馬尾松老齡林種群基面積的增長(zhǎng)速度達(dá)到最大。在不同年齡，馬尾松種群具有不同的基面積最大增長(zhǎng)期。馬尾松幼齡林

6、種群增長(zhǎng)較迅速，受到干擾后返同平衡所需要的時(shí)間較短，但是內(nèi)稟增長(zhǎng)率較大也說(shuō)明馬尾松種群受環(huán)境波動(dòng)的影響就越大，不利于馬尾松種群調(diào)節(jié)作用。而老齡林的內(nèi)稟增長(zhǎng)率最小，受到干擾后返同平衡所需要的時(shí)間較長(zhǎng)。 (5)用種群密度與直徑生長(zhǎng)關(guān)系模型、賴內(nèi)克模型及吳承禎提出的密度效應(yīng)模型對(duì)馬尾松的種群密度效應(yīng)進(jìn)行模擬，研究表明：種群密度對(duì)平均胸徑、平均胸高斷面積的影響顯著，賴內(nèi)克模型能很好地模擬馬尾松老齡林種群密度效應(yīng)規(guī)律。種群密度與年齡關(guān)系的

7、模型表明，馬尾松種群隨著年齡的增長(zhǎng)，種群的密度是呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，這與胸徑對(duì)種群密度的影響表現(xiàn)出一致的變化規(guī)律。 (6)用與距離無(wú)關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)相對(duì)直徑、相對(duì)樹高、相對(duì)冠幅，來(lái)反映個(gè)體與群體之間的競(jìng)爭(zhēng)；用樹冠體積、生長(zhǎng)空間指數(shù)以及多種描述形狀的指數(shù)一樹冠伸長(zhǎng)度、冠長(zhǎng)率、樹冠完滿度和樹冠投影比等指數(shù)來(lái)反映林木個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)能力。與距離有關(guān)的可以用簡(jiǎn)單競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)表示。本文研究表明：選擇與冠幅有關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)可以很好的反映馬尾松老齡林種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的變

8、化趨勢(shì)。比較不同競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)與胸高斷面積生長(zhǎng)量擬合的結(jié)果，得出，相對(duì)胸徑與徑階平均胸高斷面積生長(zhǎng)量擬合的相關(guān)系數(shù)最高。 (7)馬尾松的老齡林，在生態(tài)、科研、景觀、人文等方面發(fā)揮了巨大的作用。但是從本文的研究來(lái)看，馬尾松老齡林受人為干擾較嚴(yán)重，老齡林天然更新較緩慢。此外，環(huán)境因素也是影響其更新的重要因子。建議采取以下保護(hù)措施：統(tǒng)一規(guī)劃，保護(hù)和整治相結(jié)合；大力宣傳，廣泛發(fā)動(dòng)，提高對(duì)開展老齡林保護(hù)活動(dòng)意義的認(rèn)識(shí)；確實(shí)開展馬尾松老齡林及其生