长白山阔叶红松林林分空间结构

摘 要 在长白山北坡自然保护区内，建立面积为1 hm2的阔叶红松林永久标准样地，对胸径1 cm以上的每株树木进行定位监测，用空间结构参数——混交度、大小比数和角尺度分析该林分的空间结构. 结果表明：该林分树木个体总体上处于中度混交水平，处于乔木上层和中层的树种混交度以强度混交和完全混交为主，明显高于乔木下层树种的混交度；基于胸径计算的大小比数和基于树高计算的大小比数的结果基本一致，都能客观反映该林分在垂直方向上的分化；树木个体整体分布格局与树木大小密切相关，当树木个体起测径阶1 cm≤DBH＜6 cm时，林分呈聚集分布的格局，当起测径阶DBH＞6 cm时，林分呈随机分布的格局. 图1 表4 参25

    林分结构可简单定义为植物有机体在水平方向和垂直方向上的组成[1]，它在水平方向和垂直方向上的异质性对树木生长、植物多样性变化、动物栖息地形成以及林火行为等有重要影响[2~3]. Nakashizuka等认为，在温带森林，无论幼龄林还是成龄林，垂直异质性对物种共存的贡献都大于干扰及生物体的相互作用，尤其在成龄林，垂直异质性比水平异质性扮演着更重要的角色[4]. 尽管林分结构是决定森林生长、功能以及干扰机制的一个关键因子[5]，但传统的林分结构分析多关注于树木平均大小和密度等，对林分的空间特征如空间结构及空间利用能力等无法提供更多的信息，已难以满足林分动态分析以及森林经营管理的需要[6~7]. 近年来，理论统计模拟和实践检验均表明：以相邻木为单元构建的林分空间结构参数，在描述林分水平异质性和垂直异质性时具有更强的可释性[8]. 该方法运用混交度描述树种组成和空间配置情况，运用角尺度描述树木水平分布格局，运用大小比数描述树种的生长优势程度. 理论上，在相邻木结构单元中，胸径大的树木比胸径小的树木或者长势高的树木比长势低的树木生长上占优，而且，由于长势更高的树木可能获得更好的光照条件等，更能反映树木的生长优势，因此，在最近邻体单元模型中选择树高来判定树木在生长上的优势与否将直接反映林分在垂直方向上的异质性. 然而，由于树木的高度难以准确测量，在已有的相关研究中，都是用胸径大小来判定树种在生长上的优势度[9]. 但树木生长受气候带、立地条件、树种特性等影响，径生长和高生长可能并不一致，因此运用胸径大小代替树高来判定不同树种在垂直方向上的优势度的可行性值得进一步研究.
    阔叶红松林是我国东北主要的植被类型，以物种多样性和保有温带森林特有物种如人参（Panax ginseng C. A.Meyer）、东北虎（Panthera tigris altaica）而闻名[10]. 如何获取当地有价值和可释性强的阔叶红松林的结构信息，是从事生物多样性保护和森林经营管理的前提. 孙中伟等通过实地绘制定位投影图分析了阔叶红松林的垂直成层性[11]，孙中伟、张春雨、Zhanqing Hao等运用点格局方法分析了该林型的种群分布格局及其相关性[12~14]，可至今还缺乏对长白山自然保护区内保护完好的原始阔叶红松林的林分空间结构研究. 本文拟解决的问题是：1）从林分水平格局和垂直格局方向上量化原始阔叶红松林林分空间结构；2）探讨运用胸径参数代替树高参数分析原始林中树木在垂直方向上的优势度的可行性.