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基于heghi模型的枫香竞争强度分析 森林之间的竞争是影响森林生长发育的重要因素，也是形成种群结构的重要因素。因此，森林之间的竞争关系一直是植物生态学和其他领域研究的热点问题。竞争普遍存在于森林生态系统中,它是林木种内种间关系的主要表现形式之一,主要表现在邻近的林木之间对所生存的空间和环境资源的争夺。如今很多问题尚无满意的回答和解释,如植物竞争的发生条件,林木之间的竞争指数系统等。为了更准确地预测林木生长,自20世纪60年代以来,人们相继提出了描述林木间竞争强度的数量指标,即竞争指数系统。对单木竞争的研究,以Hegyi提出的单木竞争模型预测效果最佳。枫香Liquidambar formosana系落叶大乔木,高可达40 m;树皮灰褐色,叶片纸质,宽卵形,上面深绿色;木材通常作家具及建筑用材,也是很好的行道绿化树种。由于受人为干扰的影响,枫香树在全国范围内锐减,目前主要分布在四川、湖北、湖南、浙江、江苏、安徽、江西、广东、广西及贵州等省、自治区的亚热带常绿阔叶林区。迄今为止,国内学者在枫香树种的探索方面主要集中在新种的筛选和幼苗的培育,但关于枫香的种内种间竞争研究却鲜有报道。本研究以临安天目山枫香群落为研究对象,采用Hegyi的单木竞争模型,分析枫香种内种间的竞争强度,旨在探索枫香林内以及枫香群落与伴生树种的相互关系,为天目山国家级自然保护区经营管理以及枫香人工林的栽植和培育,提供可参照的依据。 1 森林生态系统及动植物多样性 天目山国家级自然保护区地处浙江省临安市西北部,面积为4 248 hm2,位于30°18′30″~30°24′55″N,119°24′11″~119°28′21″E,海拔300~1 556 m,具有典型的中亚热带森林生态系统和森林景观。由于独特的山体影响,区内形成冬暖夏凉的小气候。其丰富的植物资源和优越的自然环境,为各种植被的生长繁衍提供了良好的条件。保护区内国家珍稀濒危植物有35种,有种子植物1 718种,蕨类植物151种,苔藓植物291种。土壤以红壤、棕壤为主,常绿阔叶林是天目山地带性植被。 2 学习方法 2.1 样地的选取和竞争木距离的确定 在对保护区的植被进行系统踏查的基础上,结合地势条件,选择15块具有代表性的典型样地,每块样地林木密度适宜,郁闭度不低于0.6,样地大小为30 m×30 m,并对所有样地内的林木进行每木检尺,记录其胸径、树高、冠幅、枝下高、树种等指标,并用全站仪记录每株林木的具体坐标。把样地内所有胸径(DBH)≥5 cm的枫香初选作为对象木。竞争木距离范围的确定主要根据林隙半径和上层树的影响范围。本研究以6 m为竞争半径对枫香群落所受到的种内、种间的竞争关系进行定量分析。 2.2 应用he立树模型的单木竞争模型 目前,国内关于单木竞争的研究很多,也相继提出一些单木竞争模型。竞争指数种类很多,研究种群竞争关系,选择合适的竞争指数非常重要,应当以简单实用为原则。本研究采用Hegyi的单木竞争模型来分析预测林木竞争强度,其表达式为: 其中:IC为竞争指数,其值越大,表明对象木受到的竞争越激烈;Di为对象木i的胸径;Dj为竞争木的胸径;Lij为对象木i与竞争木j之间的距离;N为竞争木株树。首先计算选定对象木和其竞争范围内竞争木的竞争指数,将N株竞争木的竞争指数累加平均即得该对象木的竞争强度。 2.3 不同类型单位的林木 样方边缘的林木,考虑到公式的性质以及排除对象木可能受到林缘效应,为了消除样方外未统计相关数据的林木影响,必须做林缘矫正。方法是这些林木不作为对象木,而只是作为竞争木讨论。而对象木只在距离边缘6 m的样方内选取,而距离边缘6 m以内的林木只作为竞争木讨论。 3 结果与分析 3.1 不同径级对象木竞争强度对比 在调查研究的15个样地中,共调查林木1 614株,其中枫香201株,占总林木的12.5%,重要值为0.367。剔除受边缘效应影响的枫香树,选出对象木145株,最小胸径为5.0 cm,最大胸径63.4 cm,平均胸径13.2 cm。将调查的对象木按径级分组,结果表明:随着枫香径级的变大,对象木所受到的竞争强度逐渐变小,其中径级在5.0~10.0 cm的对象木平均竞争指数达到17.60,在所有径级对象木中最大,而径级在40.0 cm的对象木受到的平均竞争强度为1.57,在所有径级对象木中最小(表1)。由此可知,枫香对象木在生长初期所受到的竞争压力大,到了胸径30.0 cm以后,受到种内种间的竞争变得很小,这与林分实际生长状况相符合。由于枫香在生长初期个体矮小,处于林分中下层,对光照的需求得不到满足,在资源的争夺中处于不利位置。随着对象木个体的增大,枫香对光照和水分的利用能力增强,在林分自疏作用下,对象木个体随着年龄增大距离不断变大,最终保留在最适生存位置,因此,受到的竞争强