华北落叶松天然林年龄结构及其生长特征研究

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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald169DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.34.169华北落叶松天然林年龄结构及其生长特征研究①王艳军 宫宇* 张汝杰 李大勇 王丽华 于庆云 于文会 李娜(河北省木兰围场国有林场管理局 河北围场 068450)摘 要：华北落叶松天然林的结构与生长特征对于人工林的近自然经营有指导作用。研究选择典型的华北落叶松天然林，通过样地调查与生长锥取样，分析天然落叶松林分的年龄结构及胸径生长特征。结果表明，华北落叶松天然林的林木年龄在34~89a之间，年龄结构较为连续，可划分为两个世代。除最小与最大的两个龄级外，各龄级的胸径差异不显著。华北落叶松天然林中华北落叶松的直径分布接近正态分布，其他树种的直径分布接近反J形分布，具有较稳定的直径结构。林分内优势木、平均木和劣势木的生长趋势不同，优势木一直保持着较快的生长速度，而劣势木在30a后增长缓慢。对优势个体进行重点培育，可提高大径材的培育效率。关键词：华北落叶松 天然林 年龄结构 直径生长 优势木中图分类号：S791.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)12(a)-0169-03华北落叶松(Larix principis-rupprechtii) 人工林在燕山山地分布广泛，是该地区蓄积量最大的人工造林树种，也是河北省木兰围场国有林场管理局（木兰林管局）经营的主要目的树种，在木材生产、森林游憩、水源涵养、水土保持、固碳释氧等方面发挥着重要作用。华北落叶松人工林天然更新能力差，树种单一，林分结构不完整，森林功能有待提高。华北落叶松人工林的生长、生产力有较多的研究[1-2]，但对华北落叶松天然林的研究较少，而华北落叶松天然林树种丰富、结构也较为合理，对于华北落叶松的近自然森林经营有很强的借鉴作用。落叶松天然林的年龄结构对于群落动态、林下更新、自然与人为干扰等有重要影响，并影响林分的生长与生产力，在研究中受到了较多重视[3-5]。本文通过对华北落叶松天然林年龄结构与其生长特征的研究，可深化对华北落叶松天然林的认知，科学地进行华北落叶松天然林的持续经营，也可为华北落叶松人工林的近自然经营提供参照。1 研究地概况研究地位于木兰林管局龙头山林场，为内蒙古高原与冀北山地的过度地段，地貌以山地为主，海拔在800～1800m之间，属温带大陆性季风气候，半湿润半干旱地区。年平均气温-1.4℃～4.7℃，最高气温为39℃，最低气温为-42.9℃，无霜期在67～128d之间，年降水量为380～560mm。研究样地为华北落叶松天然次生林，优势树种为华北落叶松，林木平均胸径26.7cm，平均树高21.2m，其他树种包括白桦（Betula platyphylla）、花楸（Sorbus pohuashanensis）、色木槭（Acer mono）、山杨（Poplus davidiana）、蒙古栎（Quercus mongolica）、棘皮桦（Betula duburica）等，林分密度为482株/hm2。土壤类型为棕壤，厚土层，坡向为半阴坡。2 研究方法2.1 样地设置在2017年10月，在华北落叶松天然林集中分布区，选择典型林分，设置大小为100m×100m的样地，分别树种进行每木检尺，并测定树高、郁闭度等林分因子。为方便测量作业，把样地划分为20条5m×100m长的样带，在样带内随机抽取不同胸径大小的华北落叶松调查林木年龄。2.2 调查年龄结构和生长规律对于抽取的华北落叶松，在距地面0.3m处用生长锥钻取木芯，并使木芯穿过髓心，将木芯编号并保存于阴凉处荫干。共获得木芯样品64个。荫干后的木芯进行固定并采用不同粗细的砂纸打磨至年轮清晰可见，通过扫描仪将打磨好的木芯扫描成分辨率为1200dpi的彩色图像。进行交叉定年并使用图1 华北落叶松天然林年龄结构图2 各龄级平均胸径及标准差注：不同字母表示差异显著（P<0.05）①课题来源：华北落叶松天然林结构特征及调控技术研究。 作者简介：王艳军（1977—），男，满族，河北围场人，本科，高级工程师，主要从事森林经营与管理工作。 通讯作者：宫宇（1985—），女，满族，河北围场人，本科，林业工程师，主要从事森林经营与管理工作，E-mail：516278363@ qq.com。Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.科技创新导报2018 NO.34Science and Technology Innovation Herald创新论坛

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald170WinDendro年轮分析软件测量年轮宽度与年龄 [6]。根据样地内每木检尺的结果，选择树干通直、没有明显病虫害、梢头完整的9棵林木进行胸径生长研究，其中优势木、平均木和劣势木各取3棵。用生长锥在1.3m处钻取互相垂直的两个木芯，进行打磨、扫描后测定胸径连年生长量并比较其变化规律。2.3 数据处理将华北落叶松天然林按照每10a划分为一个龄级，计算每一龄级内林木株数占总株数的百分比，通过Excel 2013软件制图，分析华北落叶松天然林的年龄结构分布。通过SPSS 21.0进行方差分析，以研究各龄级林木的直径结构。根据样地内每木检尺结果，按4cm径阶进行统计并分析各径阶林木株数分布，通过SPSS 21.0进行正态性检验。对于胸径生长量研究的9棵解析木，取优势木、平均木和劣势木的连年生长量的平均值计算总生长量，通过Excel2013绘制生长曲线并对比分析优势木、平均木和劣势木的生长特征。3 结果与分析3.1 年龄结构调查样地的华北落叶松年龄范围为34~89a，根据汇总后的华北落叶松年龄结构（图1）可知，华北落叶松天然林林分属于典型的异龄林，大龄级林木株数较多，小龄级林木株数较少且较为均匀，其中，Ⅸ龄级的林木株数最多，占林分总株数的46.9%，Ⅶ龄级的林木株数最少，只占林分总株数的4.7%。林分大体上可划分为两个世代，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ龄级划分为一个世代，Ⅷ、Ⅸ龄级划分为一个世代。华北落叶松的各龄级株数分布表明，林分受自然与人为干扰的影响，曾有过多次连续更新，天然华北落叶松林分有较强的天然更新能力。3.2 各龄级林木胸径分布林木胸径大小最直观体现出了林木在林分中生长情况，根据图2可知，在华北落叶松天然林内，各龄级林木平均胸径的总体趋势表现为：大龄级林木的平均胸径要大于小龄级林木的平均胸径，大径阶林木主要集中在Ⅸ龄级，在Ⅴ、Ⅵ龄级也出现了部分个体胸径较大的林木，但株数较少。Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ龄级林木的平均胸径差异不大，变化不明显。从标准差反映的林木变异程度来看，Ⅴ、Ⅵ龄级林木的离散程度远高于Ⅶ、Ⅷ龄级的离散程度，主要是由于这两个龄级的林木年龄较小，长期居于林冠下层，由于微环境与周围林木的竞争产生了较大的变异，有部分林木快速生长并进入了林冠上层。处于Ⅳ龄级和Ⅶ龄级的林木，胸径标准差最小，主要是由于Ⅳ龄级林木年龄较小，处于被压状态生长较为缓慢，而Ⅶ龄级的林木株数较少且生长较为一致。3.3 林分直径结构一般情况下，同龄纯林的直径分布近似于正态分布，而异龄林的直径分布呈现反J形曲线[7]。在所研究的华北落叶松天然林中，小径阶（4cm、8cm）与中等径阶（24~36cm）林木株数占较大比例，反映了该林分具有较强的天然更新能力与较强的稳定性。分别树种来看，华北落叶松的直径分布（图3），经正态性检验不符合正态分布（P>0.05），但非常接近正态分布，呈现出人工纯林的直径分布特点；从其他树种来看（图4），林分中小径木较多，直径分布接近于反J形分布，小径木树种主要是花楸、色木槭、蒙古栎等，从整体上改善了林分的直径结构，并为珍贵树种培育与整体功能的提高提供了资源保障。3.4 胸径生长特征华北落叶松天然林内优势木、平均木和劣势木的胸径总生长量曲线表明（图5），随时间推移，林木生长呈现出随着林龄增加胸径不断增粗的趋势，3条生长曲线都较为平滑，增长速度先快后慢，符合对数型曲线分布（P<0.05）。在前25年优势木与平均木的生长趋势相近，25a后林木竞争加剧，分化明显，优势木表现出较快的生长趋势。劣势木一直处于被压状态，生长较为缓慢。在75a时，优势木胸径总生长量为30.6cm，平均木胸径总生长量为26.9cm，劣势木胸径总生长量为19.8cm。优势木的胸径生长速度大于平均木，在近自然经营中可作为目标树进行经营，以培育大径材。4 结论和讨论(1)华北落叶松天然林的年龄结构较为连续，大体可划分为2个世代，

第一世代的个体数量比重大于第二世代。

说图3 华北落叶松直径结构图4 其他树种直径结构图5 胸径总生长量曲线

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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald171明第一世代的林木在林龄达到30～40a时，产生了一次有效天然更新，形成了第二世代的林木。因此可以推断，华北落叶松林在其生长过程中，一旦具备适宜的空间、湿度、温度和光照时，种源足够的条件下，就会产生有效的天然更新。(2)华北落叶松天然林内个体的生长情况与其在林分中定居的早晚有关，定居早的林木常处于优势地位，定居晚的林木常处于劣势地位，但由于林分密度的变化以及林木自疏作用或他疏作用的影响，上层年龄较大的林木受到抑制或死亡，部分Ⅴ、Ⅵ龄级林木获得了充足的生长空间，其胸径反而超过Ⅶ、Ⅷ龄级的林木。同时也说明，不能通过华北落叶松胸径的大小推断出华北落叶松天然林内个体的年龄。(3)华北落叶松天然林内优势木、平均木和劣势木的生长趋势不同，优势木一直保持着较快的生长速度，而劣势木在30a后逐渐趋于稳定增长。胸径生长速度不仅会受到树木自身的生物学特性的影响，也会受到种群内部竞争和外界环境的影响，对于优势个体进行重点培育，既可以缩短培育周期，也可以生产经济价值更高的大径材。(4)华北落叶松天然林是典型的异龄林，在林分形成早期，林内的生长空间和营养条件充足，种内竞争不明显，而在林分演替中后期，林分逐渐郁闭，林木竞争加剧，再加上外部强度干扰的影响，华北落叶松天然林年龄结构会随年龄增加而发生变化[5]。在森林经营过程中，要充分考虑林分的自然演替过程，通过人为干扰进行适当的抚育间伐，调整林分结构，以提高林分生产力与多种生态功能。参考文献[1] 赵匡记，王利东，王立军,等．华北落叶松蓄积量及生产力研究[J].北京林业大学学报，2015，37(2):24-31．[2] 李兵兵，原民龙，贾彦龙,等.华北落叶松人工林生长规律研究[J].河北农业大学学报，2012，35(2):60-71．[3] 范兆飞，徐化成．大兴安岭北部兴安落叶松种群年龄结构及其与自然干扰关系的研究[J].林业科学，1992，28(1):2-11．[4] 薛俊杰,肖扬.华北落叶松天然林年龄结构初步研究[J].林业科技通讯,2000(4):23-24．[5] 徐化成，范兆飞.兴安落叶松原始林年龄结构动态的研究[J].应用生态学报,1993,4(3):229-233． [6] 何海．使用WinDENDRO测量树轮宽度及交叉定年方法[J]．重庆师范大学学报:自然科学版,2005(4):39-44．[7] 孟宪宇.测树学[M].3版.北京：中国林业出版社,2006.(上接168页)中航空器、地面航空器、地面车辆），天气变化情况（机场范围内，区域内），管制空域内非管制对象（空军活动、通用航空活动、系留气球、禁区、限制区、危险区、炮射区）等与管制指挥有关的目标动态主动进行观察，留心是否有不正常情况发生。单个目标的观察应该是细致的，多个目标的观察应该是全面的，并且不容易放开任何细节。尽可能地避免误察（观察的时机，目标不适当），漏察（观察的目标不完整），忘察（未能观察）。记忆力主要是指以大脑中的代表性词语的形式存储获得的信息的能力。一个管制员如果具备较强的观察力，能够获取足够多的外界信息，但如果不能很好地在大脑中进行储存，关键时候不能提取出来加以运用，经常表现出忘东忘西、丢三落四的现象，就不能说他具备良好的管制意识，对安全工作是不利的。例如，管制员刚刚收到落地飞机反映五边上观察到有空飘物，提供了形状位置大小等信息，收到这个信息后，本来准备给后续进港飞机通报，提醒机组注意，但因为中途发布了另外几个指令，却把要给进港飞机通报信息的事情忘记了，那么之前收到的有用信息也就失去意义，毫无用处。对管制员进行记忆力的培养中，就是为了防止经常性的“错、忘、漏”现象发生，借助辅助记忆手段会取得比较好的效果。例如，人们常说好记性不如烂笔头，因此，准备一个笔记本，经常记录一些有用信息，多进行复习，就能够达到在大脑中巩固和长期记忆的效果；再比如在指挥管制过程中，习惯性地准备一张空白纸放在手边，将收集到的重要信息及时地记录下来以备后用。还有，大多数管制单位的管制席都设有警示牌，充分利用它进行提醒和备忘也是一种辅助记忆的好办法。一个管制员是否具备良好职业素养很大程度上表现在他是否能够主动开展工作和是否具备良好的团队协作力，具有主动参与管制工作的工作作风。主动的管制作风应体现在以下几个方面：主动收集和管制指挥密切相关的信息；主动进行管制协调和移交；主动向航空器发布管制指令；主动向航空器通报已获得的可能会影响飞行的有关信息；主动规范地进行活动通报；管制工作一大特点就是不同管制单位之间的协调移交，因此加强管制员团队合作意识的培训非常重要。同一个单位，可以通过“团队绩效奖励”来激发团队里每一个队员的团队意识。4 结语管制员职业生涯中最重要的就是保障空中交通安全，培养管制员具有过硬管制技能和形成良好的职业素养、就是对管制运行安全工作最有力的保障。控制器的小错误可能导致机器崩溃的痛苦成本。为了牢牢把握安全生命线，空管部门必须全面掌握管制员的控制技能，思想和工作习惯。提高学生各方面的专业素质，使前线控制有足够优秀、认真、严谨、细致的控制人才。参考文献[1] 卢光庆.关于见习管制员培养思路的思考[J].空中交通管理,2011(6):63-64.Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.