叶 林 李巍巍 马景财

(伊春林业科学院，伊春，153000) (黑龙江省嘉荫县林业局)

小兴安岭过伐天然林是指原始阔叶红松林经过不合理的中度或强度择伐后残余的林分类型。过伐林中建群种红松及其它伴生树种的大径木被砍伐，使林分构变得不合理，森林质量和生态功能下降。但由于过伐天然林仍保存有红松及其它针叶树种采伐前长成的幼苗及幼树，因此它比次生林更容易恢复成原始状态的针阔混交林。若继续加以干扰破坏，过伐天然林即变成次生天然林;如能进行合理的经营，则过伐林是向阔叶红松林恢复速度较快的森林类型。小兴安岭林区现阶段的过伐林面积约占森林总面积的17%，是森林经营的主要类型之一，得到合理经营的过伐林将成为小兴安岭阔叶红松林恢复重建的先锋。因此对过伐林的林分结构特点及经营策略进行研究，对小兴安岭森林生态建设具有重要意义。

1 试验地概况

试验地点设在黑龙江省东北部的伊春林区，地处北纬46°28'～49°21'，东经 127°42'～130°14'，是国家的重要木材生产基地。全区总的地势为南高北低、西高东低，北部多为丘陵台地，南部多为低山。最高海拔为1 492.9 m(平顶山)，最低海拔86 m(嘉荫河口)，1 000 m以上的山峰33座。本区属北温带大陆性季风气候，冬季寒冷多雪，夏季凉爽多雨，年平均气温1.0℃，1月平均最低气温-21℃，极端最低气温-44℃，7月份平均气温19℃，极端最高气温35℃，年降水量735 mm，日照2 355 h，≥10℃有效积温2 150℃。

2 材料与方法

材料来源：研究数据来源于固定标准地调查。2008—2009年在小兴安岭的南部、中部和北部分别选择带岭林业局东方红林场、翠峦林业局冲锋林场和新青林业局青林林场，根据局部地形和过伐林采伐前的红松林林型(斜坡椴树红松林、缓坡枫桦红松林、谷地云冷杉红松林)进行典型抽样，做过伐林固定标准地调查。在五营丰林自然保护区和带岭凉水自然保护区，选择斜坡椴树红松林、缓坡枫桦红松林、谷地云冷杉红松林3个林型的原始红松林典型地段做固定标准地调查。标准地面积100 m×100 m。每块样地详细记载林分因子、土壤因子和立地因子;将标准地用10 m×10 m的网格划分成100个小区，在每个小区中详细记载每株乔木树种(包括幼树、幼苗)的树高、胸径、冠幅。分层记录红松的出现频度(1 m以下记为更新层，1 m以上至主林层下限记为演替层，达到红松主林冠层记为主林层)。在每个小区中心设5 m×5 m的灌木样方和1 m×1 m草本植物样方各1个，在5 m的样方中调查记载灌木树种的树高、株数;在1 m样方中详细记载草本植物的种类和数量［1-2］。每个林型在每个调查地点做3个重复，调查红松原始林标准地18块、过伐林标准地27块。

研究方法：根据固定标准地的调查资料，选择在林分结构、林分密度以及红松种群数量上有代表性的7、8、10、11、12、14号标准地为各林型的代表和研究对象，分析过伐天然林和原始阔叶红松林的树种组成、结构特点、生物多样性、建群种红松的数量、径级分布规律及演替趋势，研究过伐天然林与原始阔叶红松林林分结构的差异。主要统计量的计算公式：种的密度=种的个体数/取样面积;相对密度=一个种的个体数/所有种的个体数;种的平均优势度=种的树冠面积之和/种的个体数;优势度=种的密度×种的平均优势度;相对优势度=一个种的优势度/所有种的优势度×100%;频度=有该种的样方数/样方总数;相对频度=一个种的频度/所有种的频度;重要值=相对密度+相对优势度+相对频度［3］;

Simpson多样性指数(D)：Shannon-Wiener多样性指数(H)：式中：s为物种数;pj为种的个体数占群落中总个体数的比例;nj为种j的个体数;

3 结果与分析

3.1 树种组成与林分结构

小兴安岭过伐林是原始阔叶红松林经过择伐后形成的，由于对红松的强度采伐使林分的树种组成发生了较大的变化，同时由于失去了红松主林层的遮蔽，林分的生境发生了改变。表1给出了原始红松林与过伐林标准地的树种组成。

表1 过伐林与阔叶红松林树种组成及林分因子的差异

从表1中可以看出，过伐林的上层大径木被强度采伐，林分平均胸径只有13～16 cm，与原始红松林25～39 cm相比下降了48%～59%。林分密度原始林为500～600株/hm2，而过伐林则由于破坏程度不同呈现疏密不均的状态。7号标准地由于采伐强度过大导致林分密度过小，只有444株/hm2;8、14号标准地则由于上层林冠的疏开，林内下层树种的更新加快及次生树种的侵入，使林分密度上升，达到900～1 440株/hm2。

过伐林中红松的比例明显下降，在树种组成中占2成以下。表2给出了标准地重要值，可以看到在原始林中红松的重要值显著高于其它树种，显示其建群种在林分中的重要地位;而在过伐林中红松的重要值普遍大幅下降，8号和14号标准地中红松的重要值虽然不是树种组成中最高的，但其还处在标准地重要值较高的树种行列中，而7号标准地的红松重要值则下降到了伴生树种的水平。

3.2 物种数量与多样性指数

过伐林与原始阔叶红松林全林分及乔、灌、草各层的物种数量及生物多样性指数见表3。从表3的数据来看，过伐林在全林分及乔、灌、草各层上，无论是在物种数量还是在生物多样性指标上普遍呈现略有增加的态势，但差异并不显著。只有7号标准地的物种数和生物多样性指数有明显的增加，原因是的采伐强度过大、林分密度过低(444株/hm2)，使林下光照显著增强，侵入了一些阳性的草本及灌木植物，使其在草本层、灌木层的物种数量有一定程度的增加，但对多样性指数仍没有太大的影响。

3.3 红松径级分布与演替趋势

由标准地红松立木统计情况(表4)可知，原始阔叶红松林的红松立木株数在120～230株/hm2;而过伐林的红松立木株数相差悬殊，7号标准地只有64株/hm2，从绝对数量上与红松原始林有较大的差距，而8号、14号标准地的红松立木数达到了216～420株/hm2，甚至超过了相应原始林林型近一倍，表明这些过伐林林型中的红松种群数量充足。

由表4原始红松林的红松立木分布可知：原始林的红松分布峰值在最大径级，在其它径级分布数量相当;过伐林的红松立木分布峰值在最小径级，并随着径级增加分布数量急剧减少，32 cm以上几乎没有分布。原始林和过伐林的立木分布体现了阔叶红松林的演替规律。红松种群由小径红松上升到主林层是其自我维持过程的一个艰难阶段，完成这一阶段需要一定的自身形态特征和生理条件，并且所要求的森林结构条件也是非常苛刻的。时间上要求与上层红松分异、与上层阔叶树趋同;垂直空间上要求去除上层林冠或减少上层林冠层次;水平空间上要求与红松相离，与阔叶树相位合适。若这样的结构条件及一定的自身形态特征及生理条件不存在，小径红松就会被淘汰。尽管如此，红松的高寿命与高耐性使小径红松终究有一定比例上升到主林层［5］。原始林在红松上层木的遮蔽下，林冠下的红松小径木只有在自身和环境条件都具备时才能获得进级生长的机会。而小兴安岭的过伐林都经历了多次的采伐，每一轮的采伐后都会有林冠下的红松幼苗和幼树获得进级生长的条件，使林下积累了数量不菲的红松幼树。7号标准地的云冷杉红松过伐林的红松立木株数偏低，是由于其林分针叶树比例较大，林冠下的云冷杉幼树密集，使择伐对红幼树生长条件的改善相对较弱。

表2 标准地中各树种重要值

从分层频度数据来看，即使是位于保护区的红松原始林，也受到了人类干预的影响。多年来对松籽灭绝式的采集方式已经严重影响到红松林的更新，使红松在更新层频度过低，10号标准地的更新层频度甚至为零。如果长期使红松原始林的更新层处于如此低的频度状态，将会影响红松林的正常演替。而过伐林，虽然主林层的红松频度过低甚至为零，但红松在更新层和演替层有非常高的分层频度，预示着过伐林的演替趋势是朝着阔叶红松林的正确方向进行。

表3 过伐林与原始阔叶红松林全林分及乔、灌、草各层生物多样性

表4 标准地红松立木分布状况

4 讨论

上层木的强度采伐使过伐林的林冠疏开，使一些阳性的乔木、灌木和草本植物侵入，但对林分的多样性指数没有显著的影响，说明生态系统还没有发生质的变化，小兴安岭的过伐林仍是与阔叶红松林生态系统最相近的森林类型。

过伐林的上层大径木被强度采伐，使林分平均胸径下降50%，同时也使红松在林木组成中的比例大幅下隆，普遍下降到2成以下。从重要值指标来看，过伐林中红松失去了建群种的主导地位，重要值已经降到伴生树种的水平，恢复红松在林分中的主导地位成为重建阔叶红松林生态系统的关键。

小兴安岭的过伐林中红松种群的数量较为丰富，同时又具备良好的演替趋势，因此在经营策略上可采用封山育林及透光抚育措施。在集约经营条件下可采用“定株培育”的方法，即在团块树群里选出一定数量的红松或在无红松的阔叶树里选出珍贵阔叶树作为培育对象，利用培育木周围的辅佐木，人为创造侧方庇荫和上方透光的适宜林隙条件［6］。使红松幼苗尽快进入演替层，促进演替层红松幼树向主林层进展，加速实现阔叶红松林建群种的复位和生态系统的全面恢复。

［1］减润国，刘涛.吉林白石山林区过伐林的类型、乔木树种多样性及生态位分析［J］.北京林业大学学报，1997，19(1)：51-56.

［2］雷相东，唐守正，李冬兰.东北过伐林灌木层物种多样性与林分因子的典型相关分析［J］.应用与环境生物学报，2002，8(4)：346-350.

［3］王义弘，李俊清，王政权.森林生态学实验实习方法［M］.哈尔滨：东北林业大学出版社，1990：98-102.

［4］唐守正，郎奎健，李海奎.统计和生物数学模型计算［M］.北京：科学出版社，2006.

［5］刘洪儒，工树力.天然红松林内小径红松及其在林分中的作用［J］.林业资源管理，1994(2)：59-64.

［6］李景文.天然红松混交林恢复的基本对策［J］.林业月报，1997(4)：

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