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米老排人工林种子雨时空动态特征及其采伐更新设计
唐继新,贾宏炎,李武志,雷相东,曾冀,雷渊才
林业科学    2019, 55 (10): 152-161.   DOI: 10.11707/j.1001-7488.20191015
摘要   (262 HTML14 PDF(pc) (2552KB)(65)  

目的: 以带状皆伐后米老排人工林为对象,研究其保留带和皆伐迹地种子雨及沉水种子的时空动态,旨在为米老排人工林更新采伐设计及促进天然更新提供科学依据。方法: 在米老排人工林带状皆伐后,分别在保留带和皆伐迹地内各布设3个固定样地,连续2年观测种子雨。采用单因素方差分析和t检验的方法对不同样地的种子雨组成进行分析。采用幂函数、指数函数及其对数转化函数模型,建立皆伐迹地内种子雨及沉水种子密度随离开林缘距离变化的分布预测模型。结果: 种子雨散落的起始期在9月下旬至10月中旬、高峰期在10月下旬至12月中旬、消退期在12月下旬至翌年1月上旬;在保留带内,种子雨密度及沉水种子密度的空间异质性不明显,年际差异也不显著;在皆伐迹地内,部分离林缘等距离样点间的种子雨密度与沉水种子密度的空间异质明显(P < 0.05),年际差异也显著(P < 0.05);在皆伐迹地,种子雨的沉水种子百分比随离林缘距离增加呈先增后降的变化;保留带的种子雨及沉水种子在林缘外皆伐迹地扩散的空间分布可用指数函数转换的线性模型较好描述,其最远扩散距离分别为25和20 m。结论: 成熟米老排人工林用于天然更新的种源充足,不存在限制;如果米老排人工林采伐时间是从12月至翌年1月底,因种子已散落且足够,故在满足国家有关人工林采伐政策的前提下,可用皆伐或不受宽度限制的带状皆伐;若在不是种子集中散落期且种子活力已丧失的时间采伐,如在6~9月,宜用带状采伐,且其适宜宽度及最大带宽为35与40 m。


年份
Year
林缘距离
Distance to forest edge/m
种子雨密度
Seed rain density/(granule·m-2a-1)
种子雨频率
Frequency of seed rain with all nets (%)
沉水种子密度
Density of submerged seed / (granule·m-2a-1)
沉水种子频率
Frequency of submerged seed with all nets (%)
沉水种子百分比
Ratio of submerged seeds (%)
样地1
Plot 1
样地2
Plot 2
样地3
Plot 3
均值
Mean value
样地1
Plot 1
样地2
Plot 2
样地3
Plot 3
均值
Mean value
2017 2.5 353.5±224.6a 330.5±132.1a 581.8±299.9a 421.9±238.9 100.00 84.5±25.3a 107.8±23.6a 140.8±41.4a 111.0±37.1 100.00 26.3
2016&2017 5.0 251.9±194.2a 100.1±48.2 b 307.3±273.8a 219.8±206.3 100.00 74.0±70.1a 47.3±16.8a 96.3±53.6a 72.5±53.3 100.00 33.0
2017 7.5 76.3±67.0a 56.3±20.2a 151.3±113.7a 94.6±81.8 100.00 13.5±6.1 b 35.3±13.4a 47.3±23.8a 32.0±20.7 100.00 33.8
2016&2017 10.0 50.0±36.3a 25.0±17.7a 55.3±44.1a 38.3±35.4 100.00 22.6±24.3a 21.1±15.7a 31.1±21.2a 25.0±20.1 100.00 57.5
2017 12.5 12.8±3.3ab 10.0±10.8 b 28.0±8.4a 16.9±11.1 100.00 6.0±2.6 b 5.5±4.05 b 18.8±3.9a 10.1±7.2 100.00 59.6
2016&2017 15.0 15.0±16.4a 4.6±5.3a 7.9±4.3a 9.1±10.7 90.48 8.6±11.3a 4.3±4.7a 5.7±2.2a 6.2±7.1 85.71 67.7
2017 17.5 3.3±3.9a 0.5±1.0a 5.8±5.9a 3.2±4.4 58.33 1.3±1.9a 0.3±0.5a 4.5±4.1a 2.0±3.0 50.00 63.5
2016&2017 20.0 3.9±6.8 0 0.43±0.79 1.4±4.2 28.57 1.1±1.9 0 0.3±0.8 0.5±1.2 19.05 33.3
2017 22.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2016 25.0 0.7±0.6 0 0 0.2±0.4 22.22 0 0 0 0 0 0
2016 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2016 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2016 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2016 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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表2 相同年份不同皆伐迹地样地种子雨密度及沉水种子密度
正文中引用本图/表的段落
由表2可知:在皆伐迹地内,米老排种子雨扩散的距离主要在15.0 m范围内,该范围内种子雨出现频率≥90.48%,沉水种子出现的频率≥85.71%,收集器的种子雨密度≥9.1粒·m-2a-1;当皆伐迹地内收集器样点(下文简称样点)与林缘距离为20 m时,样地1和3的样点出现了种子雨和沉水种子,该距离样点的种子雨频率、沉水种子频率和种子雨密度分别为28.57%、19.05%和1.4粒·m-2a-1;当样点与林缘距离为25 m时,在3个样地中,仅有样地1的样点出现了种子雨,该距离样点种子雨频率、沉水种子频率和收集框种子雨密度则分别为22.22%、0%和0.2粒·m-2a-1;皆伐迹地内沉水种子百分比随离林缘距离的增加呈先增加后再降低的规律,沉水种子占种子雨百分比的最大值的位置约在距林缘15 m处。在相同年份的不同样地间,大多数离林缘等距离样点的种子雨密度差异均不显著,仅有部分离林缘等距离样点的种子雨密度差异明显(P < 0.05);与种子雨密度的变化规律类似,大多数离林缘等距离样点的沉水种子密度差异也不显著,仅有部分离林缘等距离样点(如第7.5和12.5 m处)的密度差异显著(P < 0.05)。
在皆伐迹地,米老排种子雨及沉水种子的累计平均密度随离林缘距离增加而快速衰减,如在距离17.5和20 m时沉水种子分别降至2.0和0.5粒·m-2(表2)。描述米老排种子雨及沉水种子相对密度在林缘外扩散的最优模型,为基于指数函数对数后转化为的线性模型。根据模型RRMSE值,种子雨及沉水种子相对密度拟合值与实测值的相对均方根误差可控制在25%以内,故预测误差较小,可用作预测模型。本模型拟合和预测的米老排种子雨林缘外扩散距离及密度变化结果,仅考虑了重力和弹力等的首次作用,而未考虑此后由鸟类或啮齿动物引起的二次扩散。
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