基于树冠连续覆盖的香樟人工林群落结构优化研究

AG环亚集团-欢迎访问 /2019-04-19来源:《林业知识服务》微信公众号
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  摘要:香樟是亚热带地区的重要城市绿化树种,由于追求快速成型,人工香樟林普遍存在种类单一、密度过大、种内竞争激烈等群落结构缺陷,影响了香樟群落的稳定性和健康生长。文章选择上海滨江森林公园香樟人工林作为案例,在抽稀调整的基础上,借鉴结构化森林经营的理念和原则,提出树冠连续覆盖调整法,探讨群落结构调整与景观外貌延续有机结合的优化技术,分析调整3年后的香樟群落结构变化,为城市人工林结构调整提供参考。
  关键词:香樟人工群落,密度调控,树冠连续调整法,上海
  作者:杨子欣 颜兵文 张庆费 夏檑

  群落作为城市绿地的基本组成单元,其结构的合理性关系城市绿地的健康、稳定和可持续性。由于过分追求快速成形乃至一次成型的效果,城市绿化的过度密植现象明显,限制了植物种群的自然生存和发育空间;植物群落种内与种间竞争激烈,影响植物群落的健康发育,群落稳定性低;群落调整优化已经成为城市绿化管理的重要方面。
  香樟为我国亚热带地区重要树种,主要分布在长江流域以南,自然界缺乏以香樟为优势种和建群种的野生群落,多为伴生种。由于香樟树形优美、适应性强、生长迅速、寿命长、移植成活率高,被广泛应用于城乡绿化,并多培育成人工纯林 。但香樟人工林往往面临密度过大、结构单一等问题,香樟人工林结构调整与优化研究得到重视,如香樟林密度管理模型 、密度定量化控制 、密度调控对香樟林木生长及空间分布影响 等研究,但针对香樟林结构调整技术研究还鲜见报道。
  因此,本文选择上海滨江森林公园香樟人工林,以密度调控为基础,提出基于树冠连续覆盖的调整法,将群落结构调整与景观外貌延续有机结合,优化香樟林结构,为城市人工林结构调整提供参考。
  1 调查地区概况
  上海滨江森林公园地处浦东新区的黄浦江与长江口南岸交汇处,公园面积100 hm2,属湿润亚热带季风气候区,年平均气温15.5 ℃,历年极端最高气温38.2 ℃,极端最低气温-9.6 ℃,年平均降水量1 100 mm。
  香樟林是上海滨江森林公园的重要植物群落类型,多从香樟苗圃转化而来,多为香樟纯林,以较大规格苗木采用规则密植,栽植时间约10 年。径级中等,生长势一般,分枝点低且大多下层有枯枝。群落密度偏大,树冠生长受限,冠幅较小,林冠线缺乏起伏错落外貌,生长势趋于衰退。
  2 树冠连续覆盖调整技术
  城市人工林结构调整主要有抽稀抚育、补植优化等技术途径,由于景观外貌对城市人工林具有突出意义,应确保调整后的群落具有景观的完整性和延续性,树冠应作为群落外貌的主要载体。因此,本文借鉴结构化森林经营的理念和原则 ,提出基于树冠连续覆盖的群落调整方法,在延续群落外貌景观的基础上,维护树冠的整体性,开展群落结构的调整改造。
  首先,确定保留的目标树。优先保留目标树对群落的稳定性发挥重要作用,目标树是构成群落主体景观、长势良好和冠型完整的树木。其次,重点抽稀影响目标树正常生长,并具有较强竞争性的树木以及树冠瘦弱、生长不良的非目标树。第三,合理调整中庸树。中庸树生长势一般,虽暂时尚未明显影响目标树生长,但通过适当调整,可为目标树的生长发育创造更好的生长空间。
  3 香樟林优化调整技术
  3.1 调整思路
  遵循树冠连续覆盖的原则,针对香樟林结构特征,以形成树木随机分布为方向,尽量减少对森林景观的过度干扰,保持景观的延续性;营造合理的生长空间,调节植物层次,疏减上层过密结构;去除生长衰弱的植株,维持良好景观外貌。
  3.2 技术方法
  首先,对拟调整改造的香樟人工林进行调查,了解现状,将乔木树种分成优势树、中庸树和被压树3类;第二,按照树冠连续的原则,确定保留的目标树和拟抽稀的树木;第三,以抽稀为技术途径,在图纸上模拟改造效果,比较调整前后的分布状态,根据群落优化目标进行调整。
  在具体实施过程中,在香樟林群落结构调查基础上,选择一块面积为480 m2的香樟林为例,对每棵乔木进行定点定位标识,并绘制未调整前的香樟树木分布图。采取树冠覆盖连续抽稀法,标识保留和抽移的树木。该块香樟林原有香樟植株70株,密度为1 458株/hm2,抽稀调整后,保留香樟52株,密度降为1 083株/hm2,原来比较均匀分布的群落调整为相对随机分布状态,并为幼龄树创造一定的生长空间。
  4 结果与分析
  抽稀改造3年后,调查改造后的香樟林结构,并与未改造的对照香樟林进行比较,分析抽稀改造对香樟群落结构的影响 。
  4.1 树木生长势
  调查结果表明,改造后群落与保留群落的树高、胸径和枝下高接近,缺乏明显差异。但冠幅、枯枝长度和生长势变化明显,抽稀后的冠幅平均增加2.0 m2,树冠下枯枝长度减少0.4 m,未调整群落的冠下枯枝现象明显,上木每株有枯枝,最长的枯枝长度达3.5 m。偏冠和侧冠树木数量较多,冠幅偏小,平均为13.4 m2,制约了香樟生长和营养空间。
  调整后生长势优和良的比例分别增加14.7%和23.9%,香樟生长势明显提高,基本形成两层结构。林内较为通透,植株形态较好,总体干形较为通直,树冠偏冠侧冠现象减少,提高了群落整体生长势。
  4.2 更新苗
  通过对抽稀改造群落与对照群落各5个1 m2小样方的调查比较,结果发现,抽稀改造后的香樟群落更新苗明显增加,更新苗平均密度为25株/m2,植株高度主要分布在10~15 cm和15~20 cm;而未抽稀群落林下更新苗数量少,更新苗密度仅3.5株/ m2,而且植株高度也比改造的群落低,生长势弱。
  4.3 草本植物多样性
  草本植物多样性与群落乔木密度关系密切,香樟群落抽稀改造后,明显改善了香樟群落过分郁闭状况,增强了群落透光性,为草本植物的发育创造适宜生境。调研结果表明,相比未改造香樟群落,改造后的群落样方草本植物丰富度Patrick指数增加了4种,Shannon-Wiener多样性指数增加,Pielou均匀度提高。通过抽稀调整,基本改变了冠层过分密植香樟林的林下草本植物“秃斑”现象明显,草本植物多样性增加,分布也比较均匀。
  5 结论与讨论
  森林群落结构往往决定森林的健康稳定,更是森林功能发挥的基础。针对城市人工林普遍存在种类单一、密度大、生长势弱等现象,本文借鉴结构化森林经营理论,提出基于树冠连续覆盖的群落调整方法,合理协调森林群落结构调整与景观外貌延续的关系,在不明显改变或影响群落景观特色的前提下,对群落空间进行调整改造,提高群落自我更新和维持能力,增强群落的稳定性和抗逆性,培育健康高效的森林。
  通过对香樟人工纯林的调整改造实践,保留目标树和移去影响目标树持续生长发育的植株,将香樟群落空间从均匀分布转变为比较随机的分布格局,林分郁闭度降到0.7以下,结果发现林分内部的光照情况得到明显改善,香樟的生长势明显提高,更新苗数量增加,草本植物多样性增加,群落结构更加丰富。
  当然,绿地群落是一个有序而渐进的系统发育和功能完善过程,合理的群落结构需要从种植设计、栽植方式与养护管理等方面进行全过程调控,从绿地设计与营造的源头着手,改变简单便利化的纯林营造手法,采取多物种及多层次混交的自然式栽植。同时,以种间关系协调、群落稳定为目标,探讨群落结构优化途径与方法。在保持林冠连续的基础上,逐步降低平均径阶范围的林木株数比例,保留冠型完整、生长良好的植株,优先淘汰生长不良的受压木,确保保留木处于优势地位或不受到遮盖、挤压等竞争胁迫。尽可能获得良好营养空间,促进林下自然更新。适当补植优良树种,尤其是乡土树种,增加群落组成物种混交比例和垂直结构,逐步形成健康、稳定、高效的多样化群落结构。
  第一作者:杨子欣(1993- ),女,硕士,研究方向为风景园林规划设计
  通信作者:张庆费(1966- ),男,教授级高工,研究方向为植物生态学