福建闽粤栲种源调查初报
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇福建闽粤栲种源调查初报范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要:通过调查福建省闽粤栲天然林、人工林种源,运用对比研究以及数据分析法对不同地区林分的特性进行具体分析,测得五个群落中的平均树高分别为 13m、14m、16.2m、15.6m、5.2m,平均胸径分别为18cm、20cm、14.5cm、16cm、3.5cm,由此得出闽粤栲天然林和人工林的年平均胸径生长量分别为0.374cm、0.478cm,年平均树高生长量0.340 m、0.404m,根据闽粤栲的年生长量来算可以看出人工林闽粤栲的生长会略微优于天然林,结果表明西芹教学林场的种源最优,最适宜人工培育成林。
关键词:闽粤栲;种源;天然林;人工林;生态位;重要值
中图分类号:S792.17
文献标识码:B
文章编号:1005-569X(2010)04-0058-05
1 引 言
闽粤栲(Castanopsis fissa Rehd.et Wils)又名黎蒴栲,壳斗科(Fagaceae)常绿乔木,树高可达25m,胸径60cm以上,树干通直。黎蒴栲适应性、萌芽力强,生长快、根系发达、幼龄庇荫,长大喜光,能耐寒冷、干瘠,常生长在海拔800m以下山地较为湿润的地方。闽粤栲枝叶繁茂、落叶易腐,是改良土壤、保水固土,营造用材林、水源涵养林、水土保持林、防火林带、食用菌专用林的优良乡土树种,很有发展潜力和推广价值。可惜由于各种原因,人工造林面积很小,天然林资源贫乏。
前人对闽粤栲的研究,多局限于人促天然更新、封山育林、群落特征、林分生长规律、生产力等方面的研究,如人促米槠-闽粤栲速生丰产[1],人促闽粤栲林分结构及生产力[3],天然闽粤栲林物种多样性[4],不同封山育林阶段闽粤栲群落物种多样性特征[5],紫色土立地闽粤栲林分生长规律[6],闽粤栲群落凋落物持水量与其结构的定量分析[7]等文献,对闽粤栲种源研究仅见王军峰等报导“闽粤栲种源引种苗期试验”[2],在浙江省丽水市开展3个种源(福建南平、江西赣州和广东英德)的育苗试验,结果表明福建南平种源的发芽率、苗期生长量和抗冻性等综合表现良好,是丽水市可以进一步扩大引种试验的优良种源。因此,开展闽粤栲种源调查成为重要的基础研究工作。
2 闽粤栲的栽培特性
2.1 形态特征
常绿乔木,树高达25m,胸径60cm以上,树皮灰褐色,浅纵裂,幼枝粗壮具棱,有旋即脱落的微柔毛和红褐色粉状鳞秕,叶薄革质,长椭圆形至倒披针状长椭圆形,长12~25cm,宽5~10cm,顶端短尖,基部楔形,边缘在基部1/3以上具钝锯齿或波状齿,叶背面有灰黄色鳞秕,或脉上有疏毛,后变银灰色,侧脉16~20对,两面均明显,花雌雄同株,雄花序圆锥状,雌花序单生于壳斗内,壳斗卵形至椭圆形,几包坚果,长1.5~2.2cm,成熟时2~3裂,外被三角形鳞片,排成4~5环,坚果单生,长1.3~1.8cm。
2.2 自然分布
闽粤栲分布于福建 、江西 、湖南南部、广东 、广西、贵州南部以及云南东南部,中亚热带暖湿坡谷地的常绿阔叶林中,常为次生林的先锋树种[1]。在福建各地的天然阔叶林中,闽粤栲是习见种,但多分布在海拔800m以下。闽粤栲是福建栲属植物中唯一的喜光树种,主要分布在中、南亚热带交界一线以北至北纬26以南区域,但以分布的南部较多,最适分布区在长泰、南靖、漳平、永定、上杭等地。闽粤栲在福建的适宜范围温暖指数为148.8~194.4,湿度指数为8.2~11.0。
2.3 生物学特性
喜光树种,幼年能耐遮阴,常用于林冠下更新,随着年龄的增长需光量增强;深根性树种,冠幅宽大,萌芽力强,可采用萌芽更新;喜湿喜肥,但对立地条件要求不严,较耐干旱瘠薄,在中等较差立地条件下也可正常生长。
闽粤栲为速生树种,在中等立地条件树高年生长可达1m,胸径年生长可达1.5cm以上,初期生长快,10年左右树高、胸径生长达到高峰期,但其生长衰退也较早,25~35年即可达到数量成熟,此后生长明显下降。7~8年生便开始结实,盛果期早,结果大小年现象不明显,花期4~5月,果期11~12月。
闽粤栲适应性强,容易繁殖,生长速度快,有较强的萌芽力,其根系发达 ,枝叶繁茂,落叶量大,是优良的水土保持树种。然而,由于闽粤栲叶面积大,水分蒸发量高,容易失水,造林成活率较低 ,特别是在少雨季节,如没有采取一定的技术措施,往往导致造林失败。
3 调查区选取
闽粤栲种源调查范国包括全省代表性山体闽北武夷山、闽中戴云山和闽南博平岭较典型的闽粤栲天然次生林和人工林。其中天然林选择邵武市、建瓯市、延平区、顺昌县、德化县、南平市茫荡山自然保护区、三明市永安青水乡龙头村天宝岩南溪、三明梅列区陈大、台江采育场、漳州市南靖县虎伯寮、乐土自然保护区等地的次生林。人工林主要在南平西芹教学林场、漳平五一国有林场等地调查。
4调查研究方法
采取路线调查和样地调查相结合的方法,对于大面积的天然次生林,先进行路线调查,观测次生林的群落特征(树种组成、种群分布、林层结构、林分密度等)、闽粤栲的分布格局、形态特征差异、生长状况、林下更新演替趋势等。每一调查地点在全面勘察的基础上,选择具有代表性的群落地段设置样地,面积20m×20m。每块样地测定海拔、坡向、坡位、坡度、土壤条件和群落类型等因子, 对样地内的林木进行每木检测, 测定其胸径、树高,采集闽粤栲标本判断叶形态的差异。在样方四角设置1 m×1 m小样方,调查记录灌木层的幼树、幼苗数量和生长情况。
4.1 林分结构调查
4.1.1 林层结构
调查样地的乔木层、灌木层、草木层各层物种,其中乔木层记录其组成树种、树高、胸径以及数量,并计算出其密度,草本层记录物种和盖度。
4.1.2 树种组成
通过每木调查,对乔木层的树种数量进行统计,按照各树种立木株数与总株数的比例来计算树种组成,分析优势树种。
4.1.3 天然林物种多样性:
在调查区分别选近熟期与中龄期闽粤栲群落样地各5块.样地面积20m×20m ,将样地划为16个5m×5m样方,进行乔木层树种调查,分别树种记录胸径和树高;在每个5m×5m样方内设2个1m ×1m 小样方,分别调查灌木层、草本层植物种株数和盖度。
4.1.4 人工林调查:
采用样地调查和样园组调查相结合,样地面积400m2,样园半径3.26m,调查人工林的生长情况。
4.2 数据处理
4.2.1 重要值的测度
重要值以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要性。
重要值IV=RD+RF+RP。
其中:RD(相对密度)=D(种群密度)/(所有种群密度之和)×100,RF(相对频度)=F(种群频度)/(所有种群频度之和)×100,RP(相对显著度)=p(种群显著度)/(所有种群显著度之和)×100。
密度(D)=种群个体数目(n)/取样面积(S)。
频度(F)=种群个体出现的样方数(n)/总样方数(N)。
显著度=种群所有个体胸径高断面积之和。
4.2.2 群落系数的计算
在群落生态学研究中,要把特征相似的群落进行比较,找出它们之间相似程度,即为群落系数,其中有多种形式,但通常采用Sqrensen系数,即:CC =2a/b+c,式中:a为2个地区或群落的共有种数,b和c分别为2个地区或群落各自拥有的物种数。
4.2.3 物种丰富度
物种丰富度即为群落中物种的总数s,由于s取决于样本含量,所以用可比的指数来确定。
Margalef(1958)指数:D=(s-1)/lnN (1)
其中:s为群落中物种的总数;N为观察到的个体总数(随样本规律的增大而增加)。
4.2.4 物种多样性
选择以下几种指数测定指标,对天然闽粤栲林群落的物种多样性进行定量测定。
4.2.5 群落相似性测度
群落的相似性是p多样性的一个方面,指的是不同群落S0唧咖指数的变化趋势和Jac。 d指数是一致,并且J ∞ rd指之间物种组成的差异。用以下两种方法来测定群落的相似。
5 结果与分析
5.1 不同种源闽粤栲形态特征的差异
从全省各地所调查的不同种源闽粤栲的形态特征,没有特别明显的变化,仅在叶形、叶色、叶缘锯齿,种子大小有些小的差异。天然林中闽粤栲形态有所差别,其中邵武洪敦采育场的闽粤栲叶色较浅,叶形长椭圆形,叶背无细小绒毛,永安天宝岩南溪的闽粤栲叶色较深,叶形倒披针状长椭圆形,叶背有细小绒毛,三明陈大采育场的闽粤栲叶色较深,倒披针状长椭圆形,叶背有细小绒毛但总的来说无变异现象,而人工林形态特征基本相近,相比天然林,差别仅有叶形比较宽大。闽粤栲既使同一种源的不同地点,这种形态特征的微小差异也是存在的,说明形态特征的某些变异并没有规律性。
5.2 福建闽粤栲种质资源及其分布
在全省自然保护区、阔叶林保护小区的天然林原生植被,零星分布有闽粤栲、罕见以闽粤栲为优势种的天然林群落,海拔高度一般不超过800m,常与米楮,栲树等壳斗科树种以及樟科、木兰科、金缕梅科树种混生。福建次生阔叶林中,闽粤栲是常见的先锋树种,可见到闽粤栲为优势种群或群落。如南靖县乐土、虎伯寮、鹅仙洞自然保护林,武夷山脉、梅花山、戴云山脉、永安天宝岩等自然保护区的天然阔叶林或次生林中,闽粤栲常以零星或群丛分布,也有小面积以闽粤栲为优势树种次生林,罕见闽粤栲大面积纯林。
在顺昌县、三明梅列,三元区几个采育场的人促天然更新的次生林中,其中顺昌县资源比较丰富,海拔高度一般在600m以下,随着森林的进展演替,喜光的闽粤栲处于衰退地位,种群数量越来越少,仅见在林缘或光照充足的林中有闽粤栲零星分布。福建闽粤栲人工林,由于生长快,常被选作主要造林树种 ,或营造纯林(邵武市、顺昌、建瓯等地)或营造松栲混交林。尤其是闽粤栲防火林带生长特别良好,林下闽粤栲幼树苗数量甚多,形成明显的更新层。这是由于林带位于林缘,光照充足,闽粤栲结实甚丰,为种子发芽,生长创造良好条件。
总之,闽粤栲广泛分布在福建次生阔叶林中,常见零星分布或群丛分布,以闽粤栲为优势种的群落面积不大,在三明市三元、梅列区、永安天宝岩分布有闽粤栲小面积次生林,每一片面积通常不超过4hm2。闽粤栲人工林则有纯林和混交林,作为防火林带树种,生长快,效果好,可大力推广。
5.3 闽粤栲天然林物种多样性
根据12个样地调查的资料,结合上面有关的公式进行测定其群落特征,结果见表1。
5.3.1 物种丰富度分析
虽然样地中群落处同一区域,但由于其生态因子等条件不同,森林结构组成也有所不同,物种的丰富度各有差异。对于丰富度高的,其物种个体含量就多;相反的则含量就少。从表1中表明:样地2号和3号的丰富度值最低,其物种丰富度最小;样地10号和6号的丰富度值最高,其物种丰富度最大。
5.3.2 物种多样性分析
物种多样性指数能说明一个区域森林群落类型树种组成、物种丰富等。其值越大,说明其组成物种多,物种丰富组成复杂。从表2得出,样地2号的多样性指数最小,而样地10号的多样性指数最大。
5.4 生态位
生态位(Ecological niche),又称小生境或是生态龛位,生态位是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的总称。每个物种都有自己独特的生态位,借以跟其他物种作出区别。生态位的研究是探讨生物群落物种之间相互关系的一种重要方法.它涉及到自然资源的分配和利用、物种之间的竞争和共存、生物在环境中的地位和作用等问题,其测度的公式也根据不同领域的需求而发展成多种形式。
由表1中可以看出洪敦采育场中,闽粤栲的重要值0.032,米椎的重要值为0.813最大,铁线蕨、杉木、毛冬青其次;永安天宝岩中,闽粤栲的重要值0.784,糯竹的重要值为1.715最大,杉木、青冈其次;三明陈大采育场中,闽粤栲的重要值0.247,丝栗栲的重要值为0.836最大,青冈、格氏栲其次。由此得出天然林中林龄较小的,由于郁闭度小,闽粤栲处于优势种,占有有利的生态位,但闽粤栲幼苗属耐阴,所以同比其他树种,所处的生态位较为不利;而林龄较大的,由于树林郁闭度高,闽粤栲幼苗耐阴,处于有利生态位,但闽粤栲达到数量成熟后喜光,竞争不过其他树种,处于生态位弱势,生长开始衰退,逐渐被竞争树种演替。
5.5 生长调查
闽粤栲人工林:西芹教学林场35年生,平均树高16m, 平均胸径18cm, 漳平五一林场马尾松闽粤栲混交林15年生,由于密度高达2896株/ hm2,混交比例不当,闽粤栲生长不佳,平均树高5.2m,平均胸径仅有8cm。
闽粤栲天然林:天宝岩南溪50年生,林分密度1352株/ hm2, 平均胸径14.5cm,平均树高16.2m;陈大采育场45年生的闽粤栲天然林,平均胸径15.6cm,平均树高16m;洪敦采育场40年生米槠+闽粤栲次生林,林分密度2616株/ hm2,平均胸径20cm,平均树高15m;
5.6.1 不同种源闽粤栲的生长情况
由表4中可以看出,西芹教学林场闽粤栲30年生人工林,平均树高16m,平均胸径18cm,林分密度为1914株/hm2,立木蓄积2531.8m3/hm2;三明陈大采育场45年生闽粤栲次生林平均树高15.6m,平均胸径16cm,林分密度为938株/hm2,立木蓄积2689.7m3/hm2;洪敦采育场闽粤栲40年生次生林平均树高14.0m,平均胸径20.0cm,林分密度为621株/hm2,立木蓄积2936.4 m3/hm2;天宝岩南溪闽粤栲50年生次生林,平均树高16.2m,平均胸径14.5cm,林分密度为1352株/hm2,立木蓄积10253 m3/hm2。
顺昌县闽粤栲萌芽林,平均年龄14年,为同龄林.郁闭度0.8,平均胸径9.7cm(最径16.6cm),平均树高9.1m.密度3149株/hm2,蓄积量111.2m/hm ,萌芽木株数占全林78%。优势树种闽粤栲平均胸径9.9cm(最径16.2cm),平均树高9.1m,密度2332株/hm ,蓄积量84.4m/hm2,萌芽木株数占其总株数的89%。
漳平五一林场闽粤栲与马尾松混交林,马尾松是主要树种,闽粤栲为伴生树种,两种生态习性相接近,种间竞争比较剧烈。竞争指数可以反映树木竞争能力的大小。从生态幅度上分析马尾松生态幅度广,闽粤栲生态幅度较狭窄,当一个种处于最适生态幅度时具有大的竞争力。
6 结 论
(1)闽粤栲广泛分布在我国南部中亚热带暖湿坡谷地的常绿阔叶林中,常为次生林的先锋树种,在福建各地的天然阔叶林中几乎都有闽粤栲,但多分布在海拔800m以下。福建省具有较丰富的闽粤栲种质资源,既有各种类型的次生林(以闽粤栲为优势树种或零星分布、群团状分布),也有各种人工纯林、混交林或防火林带。闽粤栲种源丰富,为良种选育,发展人工造林提供良好条件。
(2)福建不同种源闽粤栲的形态特征,没有特别明显的变异,仅在叶的大小、叶形、叶缘锯齿,种子大小有些小的差异,如邵武洪敦采育场的闽粤栲次生林叶色较浅,叶形长椭圆形,叶背无细小绒毛;永安天宝岩南溪的闽粤栲次生林叶色较深,叶形倒披针状长椭圆形,叶背有细小绒毛;三明陈大采育场的闽粤栲叶色较深,倒披针状长椭圆形,叶背有细小绒毛,这些形态差异,通常是由于生境不同产生的。闽粤栲人工林昀形态特征基本相近。不同种源闽粤栲的遗传变异,有待今后继续研究。
(3)闽粤栲次生林的群落结构,具有多层次的林层结构,可分为乔木层、灌木层和草本层三层,乔木层林相较整齐,树高相差不大,闽粤栲通常居于主林层,属典型的喜光树种,但幼年较耐荫庇,闽粤栲人工林林冠下幼苗、幼树较多,更新良好,但在高密度的天然林中更新不良,种群处于衰退地位。
(4)调查不同封育阶段闽粤栲群落物种多样性特征,结果表明由于封山育林阶段的不同,导致了物种多样性的差异.不同乔木层主要种群在群落中地位不同.闽粤栲在封育近熟期时占第1位,重要值为137.18;而在幼龄期占第2位,重要值仅为52.90。封山育林幼龄期闽粤栲群落乔木层物种数、总个体数、物种多样性指数、均匀度均比封育近熟期大,但生态优势度却相反;封山育林幼龄期闽粤栲群落灌木层物种数、总个体数、生态优势度均比封育近熟期的大,但物种多样性指数和均匀度却相反。
(5)不同种源闽粤栲生长情况:顺昌闽粤栲次生林(萌芽林)生产力较高,在差的立地上仍能保持较高的林分生产力,Ⅳ类地14年生的林分蓄积量111.2m3/hm2,林分生物量(地上部分)58.2t/hm2,其中乔木层生物量51.7t/hm ,树干生物量47.6t/hm。
三明陈大采育场闽粤栲45年生次生林,平均树高15.6m,平均胸径14.5cm,林分密度为938株/hm2,立木蓄积2689.7m3/hm2;洪敦采育场闽粤栲40年生次生林,平均树高14.0m,平均胸径200cm,林分密度621株/hm2,立木蓄积2936.4 m3/hm2;天宝岩南溪50年生的次生林,闽粤栲平均树高16.2m,平均胸径14.5cm,林分密度为1352株/hm2,立木蓄积1025.3 m3/hm2。天然林中闽粤栲树高、胸径生长明显比米槠、丝栗栲优势种群快,是福建天然林中主要的速生树种。
西芹教学林场闽粤栲35年生人工林平均树高16m,平均胸径18.0cm,林分密度1914株/hm2,立木蓄积2531.8m3/hm2;漳平五一林场的闽粤栲和马尾松混交林,闽粤栲平均树高5.2m,平均胸径8cm,林分密度为1126株/hm2,立木蓄积40.5m3/hm2;相比之下,西芹教学林场林分密度较合理,有利于林木生长;漳平五一林场是闽粤栲和马尾松混交林,受种间竞争的影响,林木生长量不如西芹教学林场闽粤栲人工林。从全省各地的闽粤栲人工林看,均表现速生优良特性,适宜发展短轮伐期工业人工林。闽粤栲不同种源的生长差异有待今后继续研究。
(6)生态位:洪敦采育场闽粤栲的重要值0.032,米椎的重要值为0.813最大,铁线蕨、杉木、毛冬青其次;永安天宝岩中,闽粤栲的重要值0.784,糯竹的重要值1.715最大,杉木、青冈其次;三明陈大采育场中,闽粤栲的重要值0.247,丝栗栲的重要值为0.836最大,青冈、格氏栲其次。由此得出天然林中永安天宝岩南溪闽粤栲重要值最大,占有利生态位。
参考文献:
[1] 黄清麟,李元红.人促米槠、闽粤栲速生丰产林调查研究报告[J].福建林学院学报,1992,12(1):116~120.
[2] 郑兰英,史玉虎,石鹏皋,等.湖北省闽粤栲引种试验初报[J].湖北林业科技,2003(2):19~21.
[3] 陈勇.紫色土立地闽粤栲林分生长规律的研究[J].江苏林业科技,2006(8):23~24.
[4] 雷泽新.不同封山育林阶段闽粤栲群落物种多样性特征[J].福建林学院学报,2003 ,23(2) :164~167.
[5] 卢招雄.不同封育时间闽粤栲群落凋落物特征研究[J].安徽农学通报.2007,13(15):110~111.
[6] 刘贤王.闽粤栲天然林培育母树林试验研究[J].林业勘察设计,2007(1):125~129.
[7] 刘少青.马尾松闽粤栲混交林生长与竞争效应[J].福建林业科技,2007(4):222~228.
[8] 郑成才.闽粤栲迹地人工促进天然更新效果研究[J].林业科技开发,2002,16(6):86~92.
[9] 吴起明.闽粤栲群落凋落物持水量及其与群落结构的相关性研究[J].中国生态农业学报,2004,12(1):152~154.
[10] 张春能,廖涵宗,邱道生,等.闽粤栲林驯化栽培试验和生态系统生产力的研究[J].福建林业科技,1992(19):25~31.
[11] 张清,周东雄,陈建华.闽粤栲在紫色土林地生长的调查研究[J].福建林业科技,2000,27(2):79~81.
[12] 杨效文,马继盛.生态位有关术语的定义及计算公式评述[J].生态学杂志,1992,11(2):44~49.