遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林群落結(jié)構(gòu)的探究

倪鵬躍

摘 要：水源涵養(yǎng)林能夠?qū)ζ渌幁h(huán)境的水資源施以質(zhì)量和流量方面的控制，其中包括的森林、灌木叢、人工林等，都可稱為水源涵養(yǎng)林。水源涵養(yǎng)林有保護水文狀況的能力，如果將其中各類別林木進行合理分配，不僅會在很大程度上促進林木自身的長成質(zhì)量，還能夠為相關(guān)部門帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。那么近幾年來，關(guān)于水源涵養(yǎng)林具體的分布方式，已經(jīng)成為國內(nèi)外一些相關(guān)部門專業(yè)研究的重要問題，因此，在文章中將以我國遼東地區(qū)為例，對其水源涵養(yǎng)林的群落結(jié)構(gòu)進行具體的分析和探討，以期為相關(guān)部門的專業(yè)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：水源涵養(yǎng)林；群落結(jié)構(gòu)；遼東地區(qū)

中圖分類號：S727.21 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0172-02

引言

遼東地區(qū)是太子河河流的主要區(qū)段，為其附近居民以及各生產(chǎn)行業(yè)提供用水保障，所以遼東地區(qū)也是相關(guān)部門要加大重視的水源林區(qū)域。遼東地區(qū)主要分布著天然性的次生林，是保持遼寧內(nèi)地生態(tài)平衡不可或缺的保護傘。這樣條件下的水源林成為了遼寧全省的水資源基地，因此對遼東地區(qū)水源林成效性進行具體的分析是十分必要的。

1 概述

群落結(jié)構(gòu)是說林木植株在一定區(qū)域內(nèi)的布局，林木的分布方式對于林木長成質(zhì)量也起著關(guān)鍵性的作用。因此關(guān)于林木的科學分布問題近些年來已經(jīng)成為國外一些相關(guān)專業(yè)部門的主要探索課題。從一些已分析出的結(jié)果可以了解到，林木不同的分布方式對其作用的發(fā)揮也有著明顯的影響。那么對于處在科學分布狀態(tài)下的林木群不僅會保護生態(tài)環(huán)境，還會為相關(guān)部門帶來良好的社會、經(jīng)濟效益，如果采取多種方式進行林木分布，那么相應的也會提升其生存環(huán)境的生態(tài)平衡性。

在水源林中所包括的不同樹種本身、各種樹不同的體量以及樹木之間所形成角度等條件，在很大程度上促進著水源林重要作用的發(fā)揮。所以對水源林群落結(jié)構(gòu)進行具體的探究，不僅能夠讓其自身效用得到提升，還能夠為以后水源林建立提供理論上的支持。同時也為遼東地區(qū)的水源林經(jīng)營的提供依據(jù)。

在本文中將以遼東地區(qū)的天然次生林為目標，通過觀察出的具體數(shù)據(jù)，采用層次研究法說明林木搭配結(jié)構(gòu)，以研究出林木搭配結(jié)構(gòu)的最具成效的方式，從而為遼東地區(qū)水源林質(zhì)量提升和各類別樹種配套安置提供可靠保障。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所清原森林生態(tài)實驗站（清原站）位于遼寧省東部，屬長白山系，氣候為溫帶大陸性氣候，地形以山地為主，海拔高度550～1116m。當?shù)囟湎臒幔昃鶞囟?.9～5.4℃，1月最冷，7月最熱，年平均降水量為700～1200mm，降水主要在6～8月，無霜期為150d，生長季4～9月。該地區(qū)由于長期的采伐破壞形成了大面積的次生林，其喬木組成物種主要有紅松、花曲柳、水曲柳、胡桃楸等。

2.2 研究方法

2.2.1 試驗地設置

在進行試驗前要進行一系列的準備工作，需要先將主要林木，以各年齡和種類進行劃分。其分成了6個小組，每組有3塊標準地，規(guī)定面積為400m2，也就是說，將試驗區(qū)域分成了18塊。將其中喬木的每個植株高度、枝葉閉合度、枝葉占空間面積以及樹木胸徑進行具體的測量；在各四方形地塊的地角及中心劃出4m2的小樣區(qū)域，以備用來對灌木叢的分析，主要觀察各小區(qū)域內(nèi)灌木的類別歸屬、植株數(shù)量及其高度；在各灌木區(qū)域中再劃分出1m2小草區(qū)域，主要觀察草的類別歸屬、面積，還有地面殘枝敗葉的厚度等。另外還要對水源林基底坡度、朝向、所處地理位置的來精確度、海拔數(shù)值等，進行具體測量，并做出客觀真實的記錄歸檔。

2.2.2 評價指標選擇及計算

所謂水源涵養(yǎng)，就是說林木系統(tǒng)對所處區(qū)域的水流量的控制能力，其中起著現(xiàn)實作用的包括土層、殘枝敗葉以及各種類和植株三個方面。在一定區(qū)域降水量相同的情況下，各林木區(qū)域控制水量的最大偏差，主要基于林木的覆蓋空間面積和殘枝敗葉的厚度，也就是說水源林實際能力，主要依賴林群的結(jié)構(gòu)，其中具體包括，高大樹種的高度、樹冠高度、枝葉閉合度、樹冠整體密集度，低矮灌木覆蓋空間面積、高度、樹種的類別參數(shù)，地面小草覆蓋空面積、高度、殘枝敗葉厚度等，這些主要因素的數(shù)值越大，水源林的實際能力也就越高。所以，在本次試驗過程中，共選擇10個評價指標，其中喬木層5個、灌木層2個、草本層2個和枯落物層1個。其中平均高度以林分條件平均值計算，密度以1hm2m2株數(shù)表示，物種多樣性指數(shù)用Shannon-Weiner指數(shù)計算，郁閉度和葉面積指數(shù)以Gap Light Analyer V2處理獲得。

2.3 評價方法

在本次觀察評價期間，所運用的層次研究法，能夠?qū)Σ煌N類，不同年齡級別的林木實際能力進行準確的分析。層次研究法的主要理念是，根據(jù)議題標準構(gòu)建一個說明林木系統(tǒng)能力的內(nèi)部獨立的層次結(jié)構(gòu)，采用兩兩對比條件的相對重要程度，總結(jié)出相應比例標度，從整體結(jié)構(gòu)的上層條件對下層條件的判斷矩陣，以總結(jié)出相關(guān)元素對上層要素的相對和重要序列。

2.3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

（1）目標層（Z）。實現(xiàn)最佳涵養(yǎng)水源功能的森林生態(tài)系統(tǒng)，即森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能最佳。（2）指標層（A）?？捎梢韵?0個因素決定：喬木平均高（A1）、株數(shù)密度（A2）、郁閉度（A3）、葉面積指數(shù)（A4）、喬木多樣性指數(shù)（A5）、灌木平均高（A6）、灌木多樣性指數(shù)（A7）、草本蓋度（A8）、草本多樣性指數(shù)（A9）和枯落物厚度（A10）等。（3）措施層（B）。以小班來劃分，分為48-27（B1）、48-24（B2）、48-21（B3）、48-14（B4）、47-12（B5）和48-7（B6）6個小班。

2.3.2 構(gòu)建判斷矩陣及計算

運用1～9尺度，構(gòu)建Z-A層和A-B層判斷矩陣，通過歸一化特征向量以及一致性檢驗，計算得出各小班綜合權(quán)重。endprint

3 結(jié)果與分析

3.1 林分結(jié)構(gòu)

表1

注：胡即胡桃楸，水即水曲柳，色即色木槭，榆即榆樹，柞即柞樹， 花即花曲柳，槐即槐樹，楊即楊樹，椴即紫椴。

從以上表格中我們可以了解到，其中主要項目為胡桃林楸林和柞樹混交林，那么表明遼東地區(qū)以胡桃林和柞樹混交林為主體，其中還包括各種柳樹；從年齡來看，大多數(shù)都處在30-50年齡區(qū)段；遼東地區(qū)殘枝敗葉大大致厚度5厘米之上，而且中級年齡段的厚度數(shù)值都高于近成熟年齡段數(shù)值，其中最高值已達到8厘米。

3.2 不同林分類型水源涵養(yǎng)功能綜合評價

從以上各分析結(jié)果總結(jié)出，如果將各樹種年齡進行排序，那么處在中級年齡段的林木，年齡數(shù)值相對來說比較高，那么這就表明中級年齡段的林木對于水流量的控制能力要高于近成熟年齡段林木，相應的中齡林的實際能力也會比較高。從整體分析來看，胡桃楸混交林實際能力強于柞樹混交林。

3.3 群落結(jié)構(gòu)綜合評價分析

從表1中可以了解到一定區(qū)域中林木種類越多，其中產(chǎn)生的殘枝敗葉量也就越大，那么48-21號小班組的殘枝敗葉厚度大于48-12小班組，48-7、48-27、47-12號小班組的殘枝敗葉厚度也體現(xiàn)出越來越少的情況，這也符合了評定結(jié)果中的各班組水源實際能力呈現(xiàn)態(tài)勢。從以上分析中還可以發(fā)現(xiàn)，處在同年齡級別的林木，實際能力的大小與殘敗葉的厚度成正比，也就是說殘枝敗葉厚度越高，水源林的實際能力也就越大。這一分析結(jié)果也和水源林實際能力與殘枝敗葉的累積量成正比相同，這說明林木搭配方式直接影響著水源林實際能力的發(fā)揮

經(jīng)過對清原站內(nèi)6個小組林地進行觀察比較，總結(jié)出，位于中級年齡段的林木實際能力較為明顯，而且其中的殘枝敗葉厚度也最高，因此相關(guān)部門需要將處在中級年齡段的胡桃林做為提升水源林質(zhì)量工作的主要樹種。

4 結(jié)束語

從以上所述中，能夠了解不同林木效用的高低：首先從看年齡角度來看，處在30年以上的中級年齡段林木，其有效量占總量的1/5；處在40年以上的近成熟林有效量為總量的1/6，那么中齡林實際能力較高。其次從種類上來看，胡桃楸混交林的有效量占總量的1/7；柞樹混交林的有效量占總量的1/10，胡桃楸混交林實際能力較高。從以上數(shù)據(jù)來看，就需要相關(guān)部門將中齡林和胡桃楸林做為重點經(jīng)營項目。除此之外，還了解到殘枝敗葉積累量越多，相應的水源林實際能力也會越高，因此相關(guān)部門就應該加大對于殘枝敗葉的重視程度。還有，由于處在20年以內(nèi)的胡桃楸林落葉較多，這對于胡桃楸林木分布密集的遼東清原區(qū)域來說，就可以通過加大對于胡桃楸林的重視程度，從而提高清原區(qū)域次生林的實際能力。在目前的林群結(jié)構(gòu)，48-21和48-14小班組林木各樹種搭配方式較為優(yōu)良，那么相應的實際能力也會最高，所以這樣的搭配方式，可以做為其他林木小組搭配的依據(jù)，從而提高遼東地區(qū)水源林整體的實際能力。

參考文獻：

[1]韓友志，邢兆凱，顧宇書，等.遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林現(xiàn)狀與經(jīng)營對策研究[J].林業(yè)經(jīng)濟，2013（3）.endprint