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  • 山杨林

    杨林也是原生红松阔叶混交林遭受反复破坏后所形成的次生先锋群落。

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    山杨林简介/山杨林 编辑

    山杨林山杨林

    山杨林:原生红松阔叶混交林遭受反复破坏后所形成的次生先锋群落,一般与白桦混生。但山杨对土壤要求比白桦高,往往分布在山坡中上部,故常在局部地段形成山杨优势林。山杨无性繁殖能力强,但根系较浅,不耐火烧,因此火后常被蒙古栎所替代。    

    山杨林分布/山杨林 编辑

    山杨林(Populus davidiana)是黑龙江省次生林的主要组成树种之一,分布极广,在大、小兴安岭及完达山等各主要林区均有分布。山杨林多为根蘖萌生,具有生长速度快,繁殖能力强等特点。是采伐迹地及火烧迹地天然更新的先锋树种。山杨林所要求的生长条件并不严格,一般在土壤较肥沃排水良好的半阳坡生长最好,常与白桦混生在一起,形成山杨白桦混交林。

    山杨林特征/山杨林 编辑

    天然次生山杨林分为次生林演替过程中的过渡类型,具有更新能力强、分布广、定期总生长率高、成熟早、病虫害严重、枯损量大等生态特性和实际经济、技术条件。

    案例/山杨林 编辑

    表1 豫西山杨林标准地材料表1 豫西山杨林标准地材料

     豫西山杨林立地指数与生物量的研究

    山杨(Populus davidiana)是中国北方和高海拔地区天然次生林区的主要树种之一。该种天然更新能力强,生长快,树干饱满,具很强的适应性,适于山地造林,是华北地区生长最快的阔叶树种之一。其木材广泛用于家具、农具、火柴杆、包装、建筑、矿柱等,也是造纸、化纤工业及胶合板、刨花板的良好原料。山杨次生林在华北地区有很大的经营利用价值,对山杨次生林生产力的研究是很有必要的。

    立地指数是评价林分所处立地条件质量的数量指标(韩福庆,1979)。在森林生产力的各种评定指标中,一般认为立地指数较为理想。因为立地指数是林分优势木在基准年龄时树高的算术平均值,而树高对林地生产力的反应既敏感又稳定,特别是优势木树高,受各种经营措施(除上层疏伐外)的影响很小(于政中等,1995)。生物量是在一定时间范围内物质净生产的总量,即现存量,用干物质重表示(北京林学院主编,1984)。在森林生态系统中,林木的生物量是非常重要的,它是系统内各种物质流和能量流的基础,其数量最能反映森林生态系统的生产能力(Smith,1966)。随着对森林生态系统认识的深化和森林利用途径的多样化,以生物量方法研究和评价森林的生产能力,已成为一种重要的手段(Jones,1979)。

    表2 豫西山杨林解析木材料表2 豫西山杨林解析木材料

     以豫西嵩县五马寺林场山杨林的43块标准地和60个样点的资料为基础,编制了山杨林的立地指数表,分析了该地区山杨的生长规律和山杨林的生产力水平,为合理经营与利用山杨林提供了依据。 

    一、自然条件与研究方法
    1  调查地区的自然条件
    五马寺林场位于豫西嵩县南部(北纬33°34′~33°54′,东径111°47′~112°15′),总面积7579.5hm2。该区地处伏牛山北坡,山势走向由西南向东北逐渐降低,海拔多在1100~1900m。大部分地区坡度在36°~70°,河谷深切,山峰壁立。

    本地区属暖温带大陆性气候。据嵩县气象站记载,年平均气温12℃,极端最高气温43.6℃,极端最低气温-19.3℃。年平均降水量661.1mm,但季节分布不均,7~9三个月超过全年降水量的50%,年平均蒸发量1661.3mm,远大于降水量。平均相对湿度66%,无霜期170天。

    表3 豫西山杨林标准地的系统误差表3 豫西山杨林标准地的系统误差

     研究区成土母质有花岗岩、片麻岩、砂页岩等。土壤垂直带发育完整,海拔500~800m为山地褐土,800~1200m为山地黄棕壤,1200~1900m为山地棕壤,1900~2100m为山地暗棕壤,2100m以上为山地草甸土。海拔1200~1600m的沟底及中下部,植被覆盖度大,有较厚的枯枝落叶层,土层较厚,有机质含量高,1600~2000m的阳坡土层较薄。

    该区植被以森林为主,主要有3个类型:1)落叶阔叶林,是该区的优势植被类型,分布于海拔800~1600m,主要树种有:山杨、栓皮栎(Quercus variabilis)、麻栎(Quercus acutissima)、锐齿槲栎(Quercus aliena var acuteserrata)、槲栎(Quercus aliena)、白桦(Betula platyphylla)、椴(Tilia sp.)、千金榆(Carpinus cordata)等;2)针阔混交林,海拔1300~1900m均有分布,主要树种有:华山松(Pinus armandii)、油松(Pinus tabulaeformis)、麻栎、锐齿槲栎、槲栎、水曲柳(Fraxinus mandshurica)等;3)针叶林,包括分布在海拔1000~1500m地带的油松林、分布在海拔1500m以上山区的华山松林和海拔1000~2000m地带栽植的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林。

    2  研究方法
    本文采用建立在生物学和生态学基础上的图解法编制立地指数表。收集一定数量的标准地和解析木资料,根据树种的生物学特性,对这些资料进行细致的分析,尽可能使曲线图能够反映该树种的生长规律,而不是单纯地用数学解释来表达树种本身的规律性(韩兴吉,1986)。其中,优势木平均高由求优势木树高总计的算术平均数得到;标准年龄是以树种生活史平均年龄(主伐年龄)一半左右的年数确定的。因为山杨主伐年龄为35年左右,所以标准年龄定为18年;立地指数级距的确定,是以该树种标准年龄的10%作为各立地指数曲线间的间距,其值为2m。立地指数表的编制原理和具体方法详见范济州等(1978)和韩福庆(1979)的论著。

    表3 豫西山杨林标准地的系统误差表3 豫西山杨林标准地的系统误差

     在进行常规的标准地调查后,计算并确定出各个径阶平均木,将平均木伐倒测定全株地上部分的生物量,包括干、枝、皮3部分。先称量各部分的总鲜重,然后分别取样称其鲜重,在室内烘干后求算含水率,再计算出单株及其各部分的生物量,进而根据标准地的面积和径阶分布推算出山杨林每公顷的生物量。

    二、结果与讨论
    1  立地指数表的编制
    (1)  材料的收集与整理
    在全面踏查的基础上,对不同立地条件和年龄阶段有代表性的林分分别做了标准地调查。在常规的标准地调查的同时,着重对林分的优势木和不同径阶的平均木进行测定,以求算优势木平均高和林分平均高。为了更准确地反映林木的发育过程,做解析木,供编制立地指数表时参考。按5年划分龄阶,将标准地分组,计算各组的标准地数目、平均年龄及优势木树高平均值(见表1);计算解析木在各龄阶的树高平均值,统计其中最高和最低的解析木的树高随年龄的变化(见表2)。

    (2)主曲线的建立和调整 
    在第一次随手曲线(即主曲线的原型)上读出各龄阶树高理论值H1,计算标准地的误差E1=H1-H、NE1及ΣNE1。由于总误差ΣNE1较大,应对第一次随手曲线进一步调整,并测算调整后的树高理论值H2,计算E2=H2-H和ΣNE2。根据以上结果,由式(ΣNE1)/(ΣN)和ΣNE2/(ΣN)计算出调整前后的系统误差,分别为26%和7%(表3)。

    表5 豫西山杨林立地指数表(标准年龄:18 级距:2m)表5 豫西山杨林立地指数表(标准年龄:18 级距:2m)

    在加绘各立地指数曲线之前,必须确定好标准年龄和标准年龄上的各级指数的级距(18年,2m)。

    设得到的主曲线为AB,AB与标准年龄线(年龄=18)的交点为S,过原点O与S作直线OS,OS可以看作是主曲线AB改变成的直线。以此直线为基础,沿标准年龄线上下每隔2m作各级指数的曲线:从主曲线上各龄阶的树高点分别向OS引水平线与其相交,在OS上得到与树高相应的年龄点,再通过这些点作垂线与横坐标相交,各个交点即为改线后的年龄横坐标,根据改线坐标,即可把各直线变成各级曲线(图4)(范济州等,1978)。

    2  豫西山杨林的生物量
    (1 ) 山杨单株地上部分生物量及其模型
    调查发现(表6),豫西山杨单株地上部分(叶除外)生物量中,树干干重的比重介于71%~89%,变化幅度较大;树皮干重的比重变幅为4%~17%;树枝干重的比重介于5%~20%。一般地,林木的生物量(W)与其胸径(D)和树高(H)存在一定的相关关系,由此导出的经验模型可以预报林木干重,在林业生产中具有很高的实用价值(陈灵芝等,1986;R.H.斯瓦洛夫,1983)。

    表6 豫西山杨单株地上部分生物量表6 豫西山杨单株地上部分生物量

     山杨在豫西有大面积的分布,是当地林业部门的主要经营对象。根据14株山杨的生物量调查资料(表6),建立了山杨单株地上各部分的生物量与D、H的经验模型(见表7)。可以看出,它们之间的相关系数都在0.85以上,特别是山杨单株的树干生物量和全株生物量与D、H间的相关系数都在0.98以上,达到极显著水平。因此,这些经验模型完全可以满足林业生产中的生物量或蓄积量统计,为林业生产和经营带来了便利。

    (2 )豫西山杨林的生物量 
    在立地指数表中可以查出004、014和016号3块标准地的立地指数值分别为12,10,10。由表8可以看出,004和014号标准地的山杨虽然处在相同的年龄阶段,但前者年平均生物量大于后者。森林生态系统生物量积累与生物气候条件、立地生境、林分状况、树种特性、年龄、人为干扰有关。当研究对象是受人为干扰较少的顶极森林时,可以认为与其它森林生态系统相比,生物量的差异主要是气候条件和立地生境所致(朱守谦等,1995)。在本研究中,004和014号标准地所处海拔高度和坡度相差不大,气候条件基本相同,但其土壤条件和坡向不同,反映在立地指数上有明显差别。所以可以认为造成其生物量差异的主要原因是立地生境的不同。这也说明山杨的生存适应性虽然很强,但只有在优越的立地条件下,其生产潜力才能得到充分的发挥,因此,营造山杨用材林应该选择好的立地条件。014和016号的气候和立地条件相近,但由于016号处在较低的年龄级,其生物量低于014号,随着年龄的增加,016号的生物量会与014号的水平接近。 [1]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2011-03-21
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