闽西细柄阿丁枫天然林落结构特征研究
李荣林
(福建省上杭县茶地乡林业站，福建上杭364200)
摘要 对福建省上杭县茶地乡细柄阿丁枫天然林落进行研究，测定了该落11种主要树种的重要值，分析了该落的种类组成，物种多样性、落结构及其动态。结果表明，人为干扰较轻的细柄阿丁枫落比较稳定，更新良好，处于旺盛生长阶段。关键词 细柄阿丁枫；落；结构特征
中图分类号 S718.54 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-08251-02
S tud y on th e C om m u n ity S tru c tu ra l Ch a ra c te ris t ic s o f A lting ia g r acilipes N a tura l F o re s ts in W e s te rn F u jia n LI R on g -lin (F ore st S ta tion o f C h adi C oun trys ide in Sh an gh an g C ou n ty o f F u jian P ro v in ce ,S h an gh an g ,F u jian 364200)A b s tra c t B ased on in ve stig a ti n g th e n a tu ra l fo res t co m m u n ity o f A lti ng ia g r acilip es in C h ad i C ou n try side o f S h an gh an g C oun ty in F u jian P rov in ce ,th e i m po r tan ce va l u e s o f 11m a in tree species w e re m ea su red an d th e specie s com pos ition ,com m un ity stru ctu re and dyn am ics w ere an a ly zed .T h e resu lts sh ow ed th a t th e n a tu ra l com m u n ity w a s dom in a ted by A lting i a g r acilip
e s .T h e com m u n ity o f A lting ia gracilip es w ithless h um an d is tu rban ce w as re la tive ly s tab le and in a v igo rou s g row th per iod.K e y w o rd s A lting ia g r ac ilipe s ;C om m un ity ;S tru ctu re ch arac te ristics
作者简介 李荣林(1977-)，男，福建上杭人，助理工程师，从事森林
资源培育管理工作。
收稿日期 2009-03-20
细柄阿丁枫(A ltingi a g r acilipes)又名细柄蕈树，属金缕梅科蕈科属常绿乔木，为优良乡土速生树种，是我国中亚热带地带性植被的建种之一。在福建、浙江、广东等省多零星分布于海拔高度1000m 以下的常绿阔叶林中，性喜温暖湿润，对土壤要求并不十分严格，只要湿度相宜，即使在岩石裸露、土壤较浅薄的山坡生长也很正常，能扎根于石隙中，在深厚的红壤缓坡生长优良。其落分布面积大、适应性强，而且稳定性较强，是亚热带常绿阔叶林代表性的顶级植物落，生态效益和经济效益显著，有深入研究的价值
[1-2]
。近
几年，细柄阿丁枫资源受到极大破坏，为此，笔者对细柄阿丁枫天然林落种类组成、物种多样性、落分布及演替动态进行了研究，以期为保护和发展细柄阿丁枫资源提供理论依据。1 试验地概况
研究地位于上杭县茶地乡连科，地处25°01′～25°03′N,116°34′～116°36′E，系沿海丘陵山地，海拔高400～450m，年平均气温17.2℃，年平均最高气温34.0℃，年最低气温-2.0℃，年日照1629h ，年均降水量2389.4m m，大于l5℃的日数为245～260d ，空气湿度85%，云雾多，水热同期，适于林木生长。自然植被主要有桃金娘(Rhodom y trus a m en t o sa )、芒草(M isean thu s D ridu tu s)、芒箕骨(D icranop ter is lin eca ris)、枸脊(W oodw a rd ia ia p tn ica)、东方乌毛蕨(B lechnumcrien ta le)等。2 研究方法
在对分布区全面踏查的基础上，选择分布有多世代细柄阿丁枫的典型落，设置面积为40m ×20m 的样地，并采用相邻格子法，以5m ×5m 为样方单位。5m ×5m 为样方单位中，进行每木检尺，测定、记录该样方中所有乔木树种的胸径、树高、相对位置以及树木之间的距离，同时在样方中设1m ×5m 的小样方测定幼苗、幼树的地径和树高等，并进行灌木层和草本层植被调查。2.1 落有关的指标计算
[3-5]
种的重要值(%)=(相对
lingengxin密度+相对优势度+相对频度)/3
相对密度(%)=(一个种的密度/所有种的总密度)×
100%
相对优良度(%)=(一个种优势度/所有种总优势度)×
100%
相对频度(%)=(一个种的频度/所有种总频度)×
100%
2.2 物种多样性指标计算公式[3-7]
S i m p son 指数λ为:
λ=∑S
i =1P 2i ;
S h annom -W ien er 指数H 为:H =∑S
i =1
P i ln P i ;
S h annon -W ie rne r 优势度指数D 为:D =ln S +∑S
i =1
P i ln P i ;
P ie lou 均匀度指数E 为:E =-∑S
i =1
P i ln P i /ln S ;
式中,S 为物种数,P i 为物种i 的个数与总个体数的比例。2.3 落空间分布格局指标计算公式[5-11] 扩散系数C I 为:C I =V /x ，式中,V 代表方差V =∑n
i =1(x i -x )2/n ,x 代表平
均值。
聚块性指标PA I 为:PA I =m *
/x ，其中m *
=∑x 2
i /∑x i
-1。
C a s s ie 指标CA 为:C A =1/k ，其中k =x /(V -x )。M o rs ita 指数I δ为:I δ=N (∑x 2-∑x)/[(∑x)2-∑x]。F 检验:F =[I δ(∑x -1)+N -∑x]/(N -1)。3 结果与分析3.1 落的种类组成
将样地调查获得的细柄阿丁枫天然
林落乔木层11种树种按其重要值大小列成表1。
从表1可见，细柄阿丁枫的重要值大，其相对密度、相对频度、相对优势度均居落首位，说明细柄阿丁枫个体较高大，数量多，在落中起着显著作用，它控制着整个落的结构、组成和生境。重要值在10以上的种有3个，可以看出，在该落种类组成中，优势种的作用明显，落的基盖度完全由上层乔木树种细柄阿丁枫、马尾松、杉木所构成，该落的森林环境由这3种树种所决定的。
3.2 落的物种多样性 物种多样性作为生物多样性的重要组成部分，是指落中物种数目和每一个物种的个体数目，是落组织水平的生态学特征之一，是生境中物种丰富度及分布均匀性的一个数量指标，表现生物落和生态系统
安徽农业科学,J ou rn a l o f A nh u i A g r i .S ci.2009,37(17):8251-8252,8288 责任编辑 李菲菲 责任校对 况玲玲
结构的复杂性，体现落的结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。现将调查样地中各层次的生物多样性指数列于表2。
表1 各乔木树种重要值
T a b le1 T h ei m p o rta n t v a lu e o f e a c h a rb o r s p e c ie s
种名S pec ies
学名
S cien tif ic
n am e
相对优
势度∥%
R ela t iv e
dom in an ce
相对密
度∥%
R e la tiv e
d en s ity
相对频
度∥%
R ela t iv e
frequency
重要
值∥%
Im p or tan t
v a lue
细柄阿丁枫A lti ng i a grac ili p es21.5631.9147.7333.73马尾松P inus m assoniana12.5817.0213.6424.41杉木C unni ngha m i a Lanceo l a t a17.9910.646.8211.82香樟C inna m om um ca m pho r a0.658.516.825.33板栗C astanea m ollissi m a4.776.384.555.23枫香L iqu i dam ba for m o sana2.726.384.554.55毛竹Phyll ostachys pubescens4.334.264.554.38米槠C astanopsis cuspi date0.896.382.273.18格氏栲C astanopsis kaw adam ii0.812.132.271.74桤木A l nu s cre m ast ogyne0.812.132.271.74泡桐B ri de lia tom entosa0.472.132.271.62
落的均匀度是指落中各个种多度的均匀程度，生态优势度是描述落中各上种多度的作用和地位的一个综合量值，二者从不同的角度去说明落结构。从表2中可以看出，草本层的多样性特征也不一样，就灌木层而言，其指
数最大，均匀度也最大，说明落中灌木层植物是由多物种组成，且优势种并不突出(D=0.618为最小)，分布比较均匀。就乔木层而言，其多样性指数、均匀度仅次于灌木层，但生态优势度却明显高于灌木层，这说明乔木层物种多样性较高，树种种类多，但分布较不均匀，其优势树种细柄阿丁枫、马尾松等占绝对优势，种盖度及重要值大，尤其是细柄阿丁枫(重要值33.73%)。
表2 各层次多样性指数
T a b le2 T h e d iv e rs ityin d e x o f d iffe re n t la y e rs
层次
L ay er
S i m p son指数(λ)
S i m p sonind ex
S ha nn on(H)
生态优势度(D)
E colog ica l d om ina nce
均匀度(E)
E v en nes s
乔木层0.1863 2.1300.8570.3175
A rb or lay er
灌木层0.4469 2.2040.6180.6450
S h rub la y er
草本层0.1604 2.0190.8760.2420
H erb la y er
3.3落结构落的水平结构往往决定于落中各种的空间分布格局，也就是种在水平空间上的配置状况。细柄阿丁枫天然林落中主要乔木种(大于150株/hm2)的空间分布分析结果见表3。
落主林层中高大的细柄阿丁枫呈零星分布，而在演
表3 细柄阿丁枫空间分布格局
T a b le3 T h e sp a t ia l d is trib u t io n pa t te rn o f A cac ia con f u se
样地S am p le p lo ts x V C I C A PA I IδF分布型A rea l typ e Ⅰ 1.3125 1.4648 1.1160 1.4286 1.1429 1.1429 1.1905聚集分布
Ⅱ0.93750.43360.4625-0.57330.40000.82050.8205均匀分布
替、更新层中，幼苗、幼树呈聚集分布，这符合自然种分布特点。笔者应用平均拥挤度聚块性指标和扩散型指数等聚集度指标对种空间分布格局作了进一步分析，结果表明，在样地Ⅱ，细柄阿丁枫呈均匀分布；在样地Ⅰ，细柄阿丁枫呈聚集分布。
该落的垂直层次分化比较明显，一般可划分为乔木层、灌木层，层间植物也较丰富。乔木层一般可划分为3个亚层：第一亚层高约11.6～21.0m，种类主要细柄阿丁枫、马尾松、杉木、枫香、毛竹等组成，形成连续的主林层，郁闭度0.8左右，其中细柄阿丁枫，约占总株数的31%。第二亚层高为7.7～11.6m，植物种类较丰富，主要由细柄阿丁枫、马尾松、米槠、格氏栲、桤木、泡桐等组成。第三亚层高3.0～7.7m，由于受上两层植株的制约，数量较少，主要是泡桐、细柄阿丁枫、毛竹、桤木等。
灌木层一般高2.0～3.0m，细柄阿丁枫、马尾松、杉木、板栗、枫香等幼苗幼树较多，尤其是细柄阿丁
枫，密度达387株/hm2，另外还有苦楝、米槠、枫香、香樟、马尾松等。草本层也较发达，主要种类有桃金娘、芒草、芒箕骨、枸脊、东方乌毛蕨等。
3.4 落动态组成植物落的各乔木种的年龄结构，可反映其在落中的发展趋势，从而启示植物落的动态发展方向[4]。通过从细柄阿丁枫落林分选择5个主要种，按王伯荪立木分级法组成各种的年龄结构图[10]。从目前
的调查资料可以认为，细柄阿丁枫具有更大的更新优势，且数量较多。今后在人为保护下，细柄阿丁枫将成为该落的优势种，也有可能演替为顶级落的优势种。在该落中，细柄阿丁枫在立木分级中,Ⅰ级有4株,Ⅱ级有27株,Ⅲ级有11株,Ⅳ级有6株,Ⅴ级有7株，在400m2的样地内有细柄阿丁枫幼苗21株，这充分表明，细柄阿丁枫在落中处于稳定的优势地位，有很强的竞争能力。而马尾松Ⅳ级有5株,V 级有3株；毛竹Ⅱ级有1株,Ⅲ级有2株,Ⅳ级有1株，杉木Ⅲ级有2株,Ⅳ级有3株；枫香Ⅳ级有3株，这表明，枫香在落中的优势地位是不稳定的，处于衰退趋势。以上分析表明，该落的主要建树种细柄阿丁枫正处于旺盛生长阶段，较为稳定，因此，细柄阿丁枫可作为天然林更新的主要保留树种。参考文献
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(下转第8288页)
F ig.5 R e la t io n sh ip b e tw e e nth e i m pa c t d e p th o f ro c k -fa ll a n din te r-n a l fric t ion a n g le o f c u sh io n m a te ria l
3.2.2 垫层材料重度γ对滚石冲击特性的影响。令c =0,R =0.5m,φ=30°,γ分别取18、22、25kN /m 3
计算结果如图6、7所
示:
图6 滚石冲击压力与垫层材料重度关系
F ig.6 R e la t io n sh ip b e tw e e n th e i m p a c t p re s su re o f ro c k -fa ll a n
d
w e ig h t o f c u s h io n m a te r ia l
图7 滚石冲击深度与垫层材料重度关系
F ig.7 R e la t io n sh ip b e tw e e nth ei m p a c t d e p th o f ro c k -fa ll a n d w e ig h t
o f c u sh io n m a te ria l
图6、7为垫层材料重度与滚石冲击压力及冲击深度之间的关系曲线，从计算结果看：垫层材料重度对滚石冲击特性影响较明显。相同冲击高度情形下，垫层材料容重越低，对应的垫层材料密实度越低，滚石冲击深度越深，冲击压力则越小。4 结论
根据滚石刚度远高于垫层材料刚度这一事实，将球形压模压入半空间问题简化为圆形基础，在计算圆形基础地基承载力的基础上，利用国内外研究资料以及塑性力学知识研究
了滚石冲击压力、冲击深度的计算方法，并得出了以下结论:
(1)考虑垫层材料弹塑性特性后，在滚石尚未达到极限冲击压力之前，计算结果与日本公路协会推荐计算
公式计算的结果吻合较好，当超过极限冲击压力之后，冲击压力将不再增加，随着冲击高度的增加，改变的只是滚石压入深度，这表明该文计算公式提供的计算更加符合实际情况。
(2)滚石冲击过程中，滚石压入深度随滚石冲击高度增加而增加；随着滚石冲击高度的进一步增加，滚石压入深度随滚石冲击高度呈近似线性关系变化。
(3)垫层材料的强度指标对滚石冲击压力及冲击深度计算有重大影响，垫层材料内摩擦角越低，对应的极限冲击压力越小，冲击深度越大。
(4)垫层材料的重度对滚石冲击压力及冲击深度计算有重大影响，垫层材料重度越小，密实度越低，对应的极限冲击压力越小，冲击深度越大。参考文献
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