1、林學11-1班 游韓莉 110114132第 頁，共10頁生態環境綜合考察實習個人報告題目：東折棱河原始闊葉紅松林更新演替分析題目：東折棱河原始闊葉紅松林更新演替分析班級： 姓名：學號：指導老師：2014年8月東折棱河原始闊葉紅松林更新演替分析北京林業大學 林學院 摘要： 紅松林是小興安嶺東折棱河自然保護區的林型之一，保存不多，研究的目的在于揭示紅松天然更新的趨勢。通過對紅松樺木混交林下的90個小樣方分主林層、更替層和更新層進行調查，計算比較得出各層次的主要組成樹種。根據各樹種自身生長習性與生態環境的關系，分析得出結果顯示：更替層中的紫椴、更新層的五角楓將依次替代現有林分中的優勢闊葉樹，成為紅

2、松的主要伴生樹種。 關鍵詞： 紅松 更新 生長習性 生態環境Regeneration and succession in Pinus koraiensis broad-leaved mixed forest in Dongzhelenghe Abstract： The forest of pinus koraiensis is one of the main forest types in Dong Zhelinghe Xiaoxingan area. Now, it is a rare remnant ecosystem. Primary objective of this study wa

3、s to examine the direction of the natural regeneration of Pinus koraiensis in the forest. The forest composed of main storry, subroqation storry and regeneration storry. It can be calculated and compared that the main composed tree species of every storry by investigating in 90 quads in Pinus koraie

4、nsis broad-leaved mixed forest. That the result is acquired by analyzing the connection between the growth habit and the ecological environment revealed Tilia amurensis in subroqation storry, Acer mono of regeneration storry would gradually replace the existing excellent tree, and they would become

5、main associated species with Pinus koraiensis.Key words： Pinus koraiensis，regeneration，growth babit，ecological environment 闊葉紅松林是東北小興安嶺地區最典型和穩定的植被類型1，是地帶性“頂極”植被1-2，是歐亞大陸北溫帶生物多樣性較高的森林生態系統3。其具有壽命長，年齡分布有一個200年左右的連續分布區段和一個80120年左右的間斷區段的年齡結構特點4。其主要樹種紅松(Pinus koraiensis)材質優良，用途廣泛，最大年齡可達300320年4。但在過去的幾十年中,

6、 由于皆伐和更新不良導致它的分布面積和蓄積量的減少1，嚴重制約東折棱河經營所的建設以及當地經濟發展和人民生活水平的提高。研究林地內的更新機制有助于管理人員改善經營模式，更好地利用土地資源。本文就以郎鄉地區三種常見紅松樺木混交林為基礎，初步揭示紅松闊葉林的更新演替趨勢。1 研究地概況和研究方法1.1研究地概況東折棱河林場位于黑龍江省小興安嶺南麓的伊春市朗鄉林業局巴棱河流域 ,地理坐標為1283012924E，46294706N。海拔 200970m，總面積 7039hm。東折棱河林場氣候屬北溫帶大陸性濕潤季風氣候區，受太平洋季風和西伯利亞寒帶，冷氣候的雙重影響，冬季寒冷，干燥延續時間長，夏季濕潤

7、涼爽短促，年平均氣溫為1.0，無霜期95120天，年積溫19002200，本地區年降水約610mm。從環境氣候數據可以得出，春秋兩季風大且氣候干燥，是森林火災高發時期。此時的防火等級是最高級。反而夏季高溫多雨，空氣濕度大，森林火災發生的幾率低，雷電天氣多。冬季雪的厚度大，所以一般不會形成火災。主要以低山緩坡為主, 最大坡度不超過20，平均坡度為12，海拔最高1180m，最低30m。林場的林業用地面積6718hm2，天然紅松種子林面積1641hm2，天然云杉種子林面積37hm2，人工專營型種子林(主要包括紅松、云杉、落葉松、青楊等)面積502hm2。土壤分布是典型暗棕壤占82%，棕色針葉林土占3

8、% ，草甸土占8%，沼澤土占6% ，其它土壤占1%。東折棱河林場林分主要由紅松(Pinus koraiensis)、云杉(Picea jezoensis)、冷杉(Abies nephrolepis)、樺樹(Betulasp)、椴樹(Tiliasp)等為主的針闊混交林組成,約占施業區總面積的四分之一。主要灌木為東北溲疏(Deutzia parviflora)、刺五加(Acanthopanax senti-cosus)、毛榛(Corylusmandshurica)、山梅花(Philadelphus henryi)、曲萼繡線菊(Spiraea flexuosa)等;主要草本為酢漿草(Oxalis c

9、or-niculata)、白花碎米薺(Cardamine leucantha)、人字果(Dicho-carpum hypoglaucun)、華北蹄蓋蕨(Athyrium pachyphlebium)、小葉芹(Aegopodium alpestre)等。1.2 調查研究方法（1）在調查目的地（海拔362m-535m）避開林緣選取9個30m30m的標準樣地，并將每個樣地用玻璃繩分割成9個10m10m的調查單元格，調查喬木的種類及數量,起測胸徑為4,測量胸徑、樹高、冠幅、死枝下高和活枝下高,并記錄其生長狀況等；在每個單元格中央選取1個2m2m的樣方調查灌木，選取3個1m1m的小樣方以品字形的形式排列

10、調查草本，按物種記錄株數、高度和蓋度。此外,還記錄樣方地理位置、海拔、坡向、坡度等。（2）將整理所得90個小樣方數據進行Excel分析，計算實驗所需的各樹種蓄積量、更新密度、更新頻度等數據。根據所得數據作圖分析。2 結果與分析2.1 標準地內喬木調查調查的9個樣地0.81 hm2范圍內共有喬木樹種515株，總體密度、胸高斷面積、平均高分別為636nhm-2、29.2910m2hm-2、12.50.3m，樹種組成式為4紅1色1紫1臭1樺1青1魚+水+榆-花-黃-核，為典型的闊葉紅松林。林內灌木、草本種類豐富。灌木密度和平均高分別為38735nhm-2、 0.90.0m，主要物種有東北溲疏、刺五加

11、、曲萼繡線菊、毛榛、珍珠梅；草本密度和平均高分別為336749nhm-2、20.80.5m，主要物種包括小葉芹、白車軸草、金腰子、酢漿草、人字果、蕁麻等。闊葉樹種在密度(446nhm-2)上占優勢，占總體的70.10%。紫椴(80nhm-2)、青楷槭(75nhm-2)、色木槭(68 nhm-2)、黃樺(63nhm-2)、花楷槭(58nhm-2)為主要的闊葉樹種，其中黃樺、色木槭的平均胸徑和平均高乘積較其他闊葉樹種大，說明他們在林分的蓄積上占據著主導地位。標準地內喬木調查情況詳見表1.表1 闊葉紅松林標準樣地(0.81hm2)內喬木調查情況Table 1 Standard plot (0.81h

12、m2) investigation within broadleaved Korean pine trees樹種類型樹種密度(nhm-2)胸高斷面積(m2hm-2)平均胸徑(cm)最大胸徑(cm)平均高(m)闊葉樹種紫椴 Tilia amurensis802.420316.41.38.513.00.7青楷槭 Acer tegmentosum751.766411.61.785.49.70.6色木槭 Acer truncatum 682.770219.61.647.112.80.8黃樺 Betula costata631.807717.31.235.4016.00.9花楷槭 Acer ukurun

13、duense580.64359.21.138.07.70.7水曲柳 Fraxinus mandshurica271.543822.03.451.615.61.7裂葉榆 Ulmus laciniata151.038526.04.453.417.22.4白樺 Betula platyphylla 120.538020.83.741.514.51.8黃菠蘿 Phellodendron amurense120.497020.73.13217.22.1核桃楸 Juglans mandshurica90.207416.22.728.214.61.4暴馬丁香 Syringa reticulata70.009

14、93.70.86.56.50.4春榆 Ulmus jaonica 70.03567.21.410.57.71.3大果榆 Ulmus macrocarpa 60.05929.82.517.56.42.0其他50.091112.35.322.09.52.9闊葉總體446(70.10%)13.4289(45.85%)15.20.685.412.00.3針葉樹種紅松 Pinus koraiensis 9312.169731.73.0104.517.61.1臭冷杉 Abies nephrolepis 641.919215.21.754.611.71.0魚鱗云杉 Picea jezoensis var.m

15、icrospera311.658218.33.856.8010.81.8紅皮云杉 Picea koraiensis20.115019.215.134.211.98.3針葉總體190(29.90%)15.8621(54.15%)21.11.8104.513.00.7總體636(100%)29.291(100%)18.10.7104.512.50.3樹種組成式4紅1色1紫1臭1樺1青1魚+水+榆-花-黃-核備注：括號內為百分比。由表1可知，花楷槭雖然在密度上有優勢，但其胸高斷面積、平均胸徑、平均高遠比密度小于58 nhm-2的樹種低，說明其生命力較強，極易散播在調查地上生長。還可以從表1上看出，在

16、這樣的原始林中灌木樹種裂葉榆、春榆、大果榆等也可以長大成為喬木。針葉樹種在胸高斷面積(15.8621m2hm-2)上占優勢，占總體的54.15%。種類較少，只有紅松、臭冷杉、魚鱗云杉和紅皮云杉四種樹。其中紅松在密度(93nhm-2)、胸高斷面積(12.1697m2hm-2)、平均胸徑(31.73.0cm)、平均高(17.61.1m)方面都是林中最占優勢的樹種，同時其最大胸徑可達104.5cm。這些都足以說明紅松無論是在密度還是在蓄積上都是闊葉紅松林中的主導者。從表1可以看出，臭冷杉在密度、胸高斷面積方面比魚鱗云杉有優勢，但是其平均胸徑及每株的胸高斷面積卻比魚鱗云杉小。2.2 各林層調查結果2.

17、2.1 主林層經過實地設置樣方調查主林層樹木數量、胸徑和樹高因子，綜合統計出各樹種每公頃總蓄積量如圖1。圖1 主林層各樹種總蓄積示意圖Figure 1 Primary forest layer total volume of each species結果表明：在紅松樺木混交林中，紅松占32.48%，黃樺占21.38%，白樺占7.72%，共計61.58%；伴生樹種如五角楓8.7%、紫椴6.82%、魚鱗云杉6.56%等其他樹種的比例均不大于5%。從樹種分布比例上看，該林分中紅松和黃樺屬于優勢樹種，占據該林分上層，平均高達到了22m，受光充足，郁閉度大，經測量該紅松樺木混交林的郁閉度可達0.8，可見

18、主林層植被長勢相當旺盛。主林層除了紅松和黃樺外，五角楓、紫椴、核桃楸等小興安嶺地區常見的紅松伴生闊葉樹種占30.41%，而伴生的針葉樹種，如魚鱗云杉、臭冷杉等占11.05%。綜合主林層各種數據分析，該林分混交率較高，存在多種闊葉樹與針葉樹的混交，其中以紅松與黃樺混交為主。從生長勢上看，該林分已經進入成熟期，形成了紅松闊葉混交林的穩定結構。2.2.2 更替層在穩定的紅松闊葉混交林中，隨著時間的推移，紅松闊葉混交林中紅松的闊葉伴生樹種總是有規律的進行替代和演替，在不同時期出現不同的闊葉樹種占優勢。通過對90個2m2m的小樣方內幼樹的調查，綜合分析得圖2。圖2 更替層優勢樹種數量及胸高斷面積Figu

19、re 2 Replacement layer dominant species number and basal area從圖2中可以看出，更替層中針葉樹紅松和魚鱗云杉以胸高斷面積占優勢，而臭冷杉則是在數量上遙遙領先；闊葉樹中五角楓的數量眾多，而核桃楸和紫椴相對較少，但是長勢良好。更替層中紅松有5種伴生樹種現在長勢均良好，但是不能僅僅局限與現象，還要考慮樹種本身的生長習性是否將來能夠代替現在主林層的優勢樹種，與紅松形成穩定的針闊混交林。所以，我們通過對各個樹種的生長習性進行綜合分析比較，得出表2。表2 更替層中各優勢樹種生長習性比較Table 2 Replacement layer growt

20、h habits of each species 耐蔭性抗寒性深根性綜合魚鱗云杉臭冷杉五角楓核桃楸紫椴 注：“”即表現良好；“”即表現一般；“”即表現很差。結果顯示，更替層中最有潛力成為該林分紅松闊葉混交林中的優勢樹種是紫椴，也就是說，現階段的紅松樺木混交林將來會演替成為紅松紫椴混交林。但是，魚鱗云杉和臭冷杉的綜合表現也不弱，將來也很有潛質發展成為優勢樹種，可能形成紅松云冷杉混交林。但是由于兩者都是針葉樹種，穩定性相對于針闊混交林弱，故而還會繼續進化成為紅松云冷杉闊葉混交林，成為該地區頂級森林群落結構。2.2.3 更新層通過對紅松樺木混交林中90個小樣方中更新層的調查，結果顯示更新層共有樹種2

21、1種，其中15種樹都是偶見更新，更新密度和更新頻度均極低，不可作為更新趨勢的研究對象，因此僅從中挑選出更新密度和更新頻度均較高的6種樹即臭冷杉、大果榆、丁香、水曲柳、五角楓和魚鱗云杉，以及該林分主要樹種紅松進行作圖表分析，如圖3，圖4。圖3 更新層主要樹種更新頻度Figure 3 The update frequency of the main tree species regeneration layer 圖4 更新層主要樹種更新頻度Figure 4 The update frequency of the main tree species regeneration layer結果顯示，更新

22、層植被以丁香、五角楓最為集中，所占比例約為2/3，其次是水曲柳、臭冷杉、魚鱗云杉和大果榆。根據相關資料顯示，丁香弱陽性，耐旱，忌低濕，而且丁香屬植物為落葉灌木或小喬木，將來無法演替成主林層的主要組成樹種5。因此可推測，丁香將成為更替層的主要樹種但由于生理局限性無法成為優勢樹種，在該林分中只能生長在低層。2.3 優勢樹種樹種在各林層的生長狀況根據對以上5個樹種以及紅松在更新層、更替層和主林層存在數量的測定，分析其余5種植被在現有林分中的生長狀況,分析得出圖5，其中N1、N2和N3分別代表更新層、更替層和主林層。圖5 優勢樹種在各林層數量變化趨勢Figure 5 Number of dominan

23、t species in each forest layer結果顯示，五角楓的數量直線下降，從更新層是其他樹種4倍到主林層數量只略多于其他樹種一點，而少于紅松。另外三種，即大果榆、水曲柳和魚鱗云杉也是逐步下降，但降幅較小。臭冷杉在更替層時數量突然增加，發展到主林層時數量則最少。唯一不同的就是紅松，穩步上升。 五角楓（Acer mono Maxim）在生長過程中數量直線下降了約88%，這種現象的出現我們要從兩個方面考慮，一個是生長環境，另一個就是五角楓自身的生長習性。林分屬于穩定的紅松闊葉混交林，原始林分，土層深厚、肥沃且濕潤，但是該林分主林層樹木高達，郁閉度大，林隙少。其次，就五角楓本身而言，

24、是溫帶弱度喜光，稍耐蔭樹種，喜歡溫涼濕潤氣候，對土壤要求不嚴，生長速度中等，具有深根性、抗風力強。由于五角楓在生長過程中需要陽光，但是該林分郁閉度較大，因此長期處于樹蔭下的五角楓無法正常生長，可能導致枯死。因此推斷，存活下來的五角楓大部分是生長在林隙中的，能夠很好的吸收陽光，長勢良好，甚至成為主林層的優勢樹種。另外三種數量也呈下降趨勢的樹種，分別是大果榆、水曲柳和魚鱗云杉。首先大果榆萌蘗性強，根系發達，因此在更新層數量很多，但是它喜光，因此在郁閉度大的林分下層很難正常生長，導致在生長的過程中數量逐步下降。其次，水曲柳是陽性樹種，幼齡期稍耐庇蔭，成齡后需要充分光照，喜濕潤，但不耐水漬，喜歡生長在

25、山下腹濕潤肥沃的緩坡及溪谷、河岸平地上，所以水曲柳數量下降的原因也是顯而易見的，與大果榆類似。最后是魚鱗云杉，據相關資料可知魚鱗云杉是陰性樹種，喜歡生在土層肥厚濕潤且排水良好的微酸性棕色森林土壤上，這些均符合當地的林分生長條件，那么數量的下降則并非樹種本身與生長自然環境之間的矛盾，我認為可能是由于魚鱗云杉與其他周邊樹種在種間競爭中處于劣勢，因此數量減少。臭冷杉數量增加到更替層達到最大值，而后又減少。臭冷杉是陰性樹種，喜歡冷濕環境及酸性土壤，淺根性。因此在郁閉度大的林分下層，幼苗成活率高，導致更替層數量的增加。而后隨著生長發育逐漸進入成熟階段，數量反而減少，可能是因為種間競爭的關系，導致養分不夠

26、充足，生長空間受到限制，或是被擠壓6。紅松數量顯著增加。紅松作為當地森林資源不可或缺的主要樹種當然是主林層的優勢樹種，這是毋庸置疑的。李茹秀等在小興安嶺地區的研究結果表明，紅松在1520年以前能耐較強庇蔭，隨后需光量增加，在原始林冠下，由于光照條件不能滿足要求，致使大量幼苗死亡7。闊葉紅松林下紅松天然更新的數量與森林類型和紅松結實量有密切關系，而且天然更新的數量隨年齡增加而急劇下降，種子豐年后的第2年天然更新的數量最多。在小興安嶺原始林下，6月中旬前基本沒有紅松幼苗出現，6月中旬到7月中旬紅松苗大量出現，9月中旬后停止出苗8。據此我們可以推斷調查時期應該屬于紅松苗大量出現的時期，但結果卻顯示紅

27、松苗極少，我認為這與今年當地的天氣條件有關。今年夏季，該地區雨水相對較多，導致氣溫偏低，紅松苗萌芽滯后，所以地表還未出現大量的紅松苗。另一方面，可能是由于去年紅松的結實量下降，或者在傳播種子的環節出現了問題，也就是談到了動物對紅松種子的傳播問題。眾所周知，松鼠和星鴉每年貯藏的種子數量很多，生境廣泛，松鼠主要對母樹林下更新其主要作用，而星鴉則對遠離母樹林下的更新貢獻更大9。3 結論與建議3.1 結論通過上述結果與分析得出如下結論：（1）該林分的更新演替趨勢基本可以概括為：紅松樺木混交林 紅松紫椴混交林 紅松五角楓混交林其他主要組成樹種還包括魚鱗云杉、臭冷杉、核桃楸和水曲柳。（2）該林分的生態環境

28、較適宜耐蔭性強的樹種生長，喜光樹種畢竟在競爭中被淘汰。紅松的更新受光照影響較大，在林隙中生長較旺盛。（3）一個樹種能否成為主林層的主要樹種不但取決于自身與自然環境是否相適應，還決定于與周邊其他樹種的種間競爭是否激烈。3.2 建議建國初期對東北林區的闊葉紅松林進行了大量采伐，隨著采伐的進行，便出現了以什么樣的方式采伐才能及時更新、恢復后備資源的問題。針對當時采伐與更新著一生產實踐中的主要矛盾，林學界進行了大量的研究試驗，研究地點主要集中在小興安嶺闊葉紅松林區，研究的內容主要是紅松的耐蔭性、更新規律和采伐利用等問題。劉慶洪在研究小興安嶺闊葉紅松林的紅松種群天然更新特點時指出，在小興安嶺的原始紅松林

29、內存在年齡從1年到30年的生長及其緩慢的紅松幼苗幼樹組成的異齡、低矮的更新層。它的年齡結構和生長狀況主要受上層林冠的影響10。紅松幼苗幼樹所處的小生境是否在時間與空間上同上層林冠形成鑲嵌，是它們能否進入上層林冠的關鍵。紅松幼苗幼樹的順利生長需要有充足的光照和水分，但是動物埋藏紅松種子的行為使紅松種子庫集中分布在常綠針葉樹比例高達密林中，從而造成了紅松幼苗幼樹的分布于其適生生境的不協調，這是目前紅松天然更新不良的根本原因10。許多研究說明，闊葉紅松林皆伐不能獲得天然更新是一個普遍的事實，最符合闊葉紅松林林學特性和保證紅松更新的采伐方式應當是擇伐和漸伐11。闊葉紅松林采伐與更新的研究，已經解決了林

30、業生產中的主伐方式問題，但是由于這種關系僅從表現特征上加以說明，未能深入揭示紅松的更新規律，同時對紅松天然更新過程及更新后幼苗、幼樹的生長缺乏進一步的研究。參考文獻1 李俊清等. 中國東北小興安嶺闊葉紅松林更新及其恢復研究，2003.72 安鳳生,彭志成.東部林區恢復闊葉紅松林的方法探討J.黑龍江科技信息,2011,25:274.3 劉曉東等.東折棱河森林經營所紅松混交林的天然更新J.東北林業大學學報,2009,37(9):811.4 李建強等.闊葉紅松林結構研究J.內蒙古科技與經濟,2004,20:89.5 任憲威. 樹木學 中國林業出版社，20076 李景文等. 小興安嶺闊葉紅松林采伐跡地更新的研究，林業科學，1988.24（2）7 李景文等. 闊葉紅松林皆伐基地天然更新的研究，林業科學，196