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突脉青冈研究进展



全 文 :作者简介:王念奎(1979 -) ,男,山东高密人,林业工程师,从事森林培育和林业规划设计工作
通讯作者:郑郁善(1960 -) ,男,福建永泰人,教授,博士生导师,从事森林培育,森林生态学研究。Email:zys1960@ 163. com
突脉青冈研究进展
王念奎1,陈文琴2,李海燕3,郑郁善4
(1.福建省林业调查规划院,福建 福州 350003;2.漳州市芗城区林业局,福建 漳州 363000;
3.福州市禾鑫园林工程有限公司,福建 福州 350004;4.福建农林大学林学院,福建 福州 350001)
摘要:突脉青冈是近几年新发现的阔叶树种。研究表明,该树种具有很大经济价值和生态价值,因此对该树种的研究得到
许多学者和林业工作者的关注。本文对突脉青冈的研究现状进行了总结,概括起来是:突脉青冈天然林内物种丰富;空间
分布呈集群分布,各物种对资源具有共享性,多物种总体联结性呈不显著的正相关;群落各组分热值存在差异。人工林具
有较好的持水能力;种子和幼苗对气候和土壤要求高。突脉青冈木材的密度和综合强度中等、干缩小,纤维交织能力好。
关键词:突脉青冈;生物多样性;空间分布;生态位;热值
中图分类号:S792. 99 文献标识码:A 文章编号:1004 - 2180(2014)02 - 0101 - 04
1 引言
突脉青冈(Cyclobalanopsis elebaticostata)是壳斗科常绿阔叶乔木,亚热带珍稀树种之一。由原福建林
学院郑清芳教授于 1972 年在宁德霍童镇支提山发现并命名,之后在漳平、南靖等地也发现该树种的存在。
因其主干高大端直,长势好,木材坚重、耐磨、耐腐、耐撞击、耐水湿,所以在机械、船舶、农具、车辆制造等方
面得到广泛的应用;又由于该树种落叶量大,易于腐烂,使它成为维护地力的理想树种。
由于突脉青冈发现较晚,分布范围小,目前对其研究并不多。主要研究有天然林群落的生物多样性、
空间分布、生态位、能量;人工林的合理密度、育苗;该物种的材料物理性质等。主要研究对象是福建省宁
德霍童支提山的突脉青冈天然林和福建省屏南县的古峰国有林场的突脉青冈人工林。
2 突脉青冈的研究现状
2. 1 生物多样性研究
生物多样性是指所有生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称。即是指生物及其与环境形
成的生态复合体和各种生态过程的多样性与变异性,它具体包括了物种多样性、遗传多样性和生态系统多
样性三个层次。遗传多样性是改良生物品质的源泉,物种多样性是人类生存和发展的基础,生态多样性是
物种、遗传多样性的保证。物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度,包括两个方
面:①是指一定区域内的物种丰富程度,可称为区域物种多样性;②是指生态学方面的物种分布的均匀程
度,可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚等,1997)。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富
程度的一个客观指标,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异[1,2]。植物多样性
直接或间接为人类提供了几乎所有的食品,大多数的药品,为我们遮阴避日;它们保护上层土壤,保证饮水
质量,决定当地气候,并最终为所有生命提供食料和栖息地[3]。
目前对物种多样性方面得研究很多。如茹文明等对山西霍山森林群落林下物种多样性研究[4];吴中
华等对汉江水生植物多样性研究[5];许凯扬对植物群落的生物多样性及其可入侵性关系的实验研究[6];
刘建锋,王建修对濒危植物崖柏群落物种多样性的初步研究[7];钱莲文,吴承祯等的长苞铁杉林林隙内外
群落多样性及稳定性的研究[8];王冰,李海静等对大岗山中亚热带常绿阔叶林物种多样性研究[9];刘传祥
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林业勘察设计 (福建) 2014 年第 2 期
根据多样性原理比较天然林与人工林的稳定性,其研究结果表明:天然林比人工林的稳定性更强[10]。目
前对突脉青冈林物种多样性的研究并不多,主要有:王志强的突脉青冈群落物种多样性的初步研究;盖新
敏的突脉青冈天然林物种多样性及其多度的 Weibull 分布和朱传县的支提山突脉青冈天然林的数量特
征。这几篇文章对宁德市支提山突脉青冈林乔木层的生物多样性进行统计分析,得出该群落的物种组成
丰富,多样性指数和均匀度值都较大。[11 - 13]
2. 2 空间分布、生态位与种间关联研究
种群的空间格局是种群自身特性、种间关系及环境条件综合作用的结果。它反映了种群个体在空间
水平上彼此间的相互关系,是影响种群发展的重要因素[14]。研究森林群落的种群空间格局及其动态可以
为森林群落演替趋势、森林生态系统可持续经营提供基础理论。格局分析的数量指标可以为生物多样性
保护、森林可持续经营评价等提供可靠依据[15,16]。空间格局的研究内容包括种群空间格局类型的测定,
种群空间格局的时间动态,以及生物种群的空间格局变化与其群落发展之间的关系等。种群空间格局的
测定,是空间格局研究的最基本问题,测定方法的发展大致经历了频次检验法、分布型指数法、多指标回归
法等几个发展阶段[17]生态位(niche)是指物种在群落或生境中与其他物种相关的位置,能反映生态学单
元在其所处的特定生态系统中的综合位置关系[18,19]。其理论在中间关系、群落结构、生物多样性和种群
进化等研究中都有广泛的应用。目前计算生态位宽度的公式主要有 Smith 公式、Hurlbert公式以及 Levins
的 Shannon - Wiener公式和 Simpson公式等;计算生态位重叠的公式是 Pianka公式。
种间联结或称物种联结性是指不同物种在空间分布上的相互关联性,通常是由于群落生境的差异影
响了物种的分布而引起的。在植物群落学研究中,种间联结的测定与分析对种群动态、群落结构和群落演
替等方面的研究具有重大意义。目前以二元数据为主的种间联结研究较多。近年来种间联结研究具有采
用定量数据进行研究的趋势,如在检验的基础上引入相关系数分析种间联结性。
迄今为止,对突脉青冈林在空间分布、生态位和中间关联方面的研究不多。已发表的有吴勇,盖新敏
等的突脉青冈的空间分布格局,应用频次检验法、聚集度指标法等概率方法对宁德市支提山突脉青冈天然
林林分空间分布进行分析和研究。结果表明,突脉青冈呈群团型格局。负二项分布喝奈曼 A 型分布作为
突脉青冈空间分布的理论分布是事宜的[20]。陈新兴,郑郁善等的突脉青冈群落学结构特征研究,说明研
究群落的主要建群种突脉青冈正处于茂盛生长阶段,较为稳定[21]。郑郁善的突脉青冈群落主要种群分布
格局研究。通过研究主要树种的分布格局,为营造突脉青冈人工林提供可靠依据。文中提出在营造突脉
青冈人工林时可选细柄阿丁枫、罗浮栲作为次要树种与突脉青冈进行混交,确定配置方式时除了考虑各树
种的生物学特征及造林的地形特征,还要考虑它们所能形成林分的种群分布格局,力求创造一个最大生产
力的突脉青冈用材林[22]。生态位方面发表的文章主要是盖新敏的支提山突脉青冈天然林主要植物种群
生态位研究。文中采用定量分析方法,计测突脉青冈天然林主要乔木树种的生态位宽度、生态位相似比例
和生态位重叠值。结果表明:组成突脉青冈天然林的种群大多数为宽生态位,种群之间关系较复杂,对资
源具有一定的共享性。关于种间关联的研究,盖新敏、朱传县研究结果表明:突脉青冈天然林多物种总体
联结性为不显著的正相关,AC值计算出正联结种对有 152 对,负联结 170 对;统计量检验结果无呈现显著
的正联结,12 对呈现极显著的负联结,93 对呈现显著的负联结[23,24]。
2. 3 天然林群落能量的研究
随着森林群落研究的发展,各学术界对森林群落的生物量和生产力进行了大量研究,但都集中于物质
的测定,而对群落能量的研究并不多见。Gupta[35]、Jordan[36]等研究结果表明,应用能量研究植物群落更
能反映出群落对自然资源(特别是太阳能)的利用情况。林光辉等在国内较早地将干物质测定和热值测
定相结台,系统地研究了海洋高等植物红树林的群落性质[25]。林益明、林鹏等对福建武夷山甜槠群落各
组分的热值,群落能量现存量,能量年净固定量以及太阳能转化效率进行了研究[26]。而对突脉青冈群落
能量的研究主要是郑郁善,陈李光的亚热带山地突脉青冈群落能量的研究。这篇文章通过对突脉青冈群
落植物体各组分的热值、群落能量现存量、能量年净固定量和太阳能转化效率的研究表明:该群落植物体
各组分样品的干重热值具有一定的差异,树皮热值最高,细根热值最低[27]。
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2. 4 人工林研究
2. 4. 1 人工林育苗研究
虽然突脉青冈发现较晚,但其用材价值,改善地力价值等已被人们认识,因此对其需求逐渐加大。其
育苗方法也倍显重要。现在对突脉青冈的育苗主要是实生苗,在这方面的研究有刘金顺等的突脉青冈育
苗试验小结,该试验结果表明:突脉青冈种子差异较大,在播种前要进行严格的分级;贮藏期间虫害严重,
应选择冬播,且在育苗过程中要关注气候的变化;突脉青冈的生长量是随着气温的身高而加快的[28]。
刘金顺等在突脉青冈人工造林一文中研究了四种造林试验:带宿土、切根、截干以及对照均获得成功。
带宿土处理造林成活率达 l00%,对照处理达 88. 3%。由此可见,苗木出土后的移栽很容易,该树种的育
苗重点应放在播种时间和方式上[29]。
在苗木生长过程中,天气、土壤对其都有一定影响。盖新敏,陈淮秋的突脉青冈苗木月生长与气象要
素的灰色关联分析中得出:一年生苗木高生长与月平均气温、月积温存在极为显著的线性正相关,而与月
降水量、月相对湿度、月蒸发量无显著相关[30]。郑郁善等的研究表明突脉青冈能够很好地改良土壤,从而
阻遏与缓解林地土壤的地力日趋衰竭的危机;在不同坡位的突脉青冈纯林中上坡生长最差,下坡生长最
好,中坡中等,其生长量随坡度越高生长越差[31]。
2. 4. 2 水分特征研究
森林水文效应是指森林对水分循环数量上的影响,时间、空间上的再分配和水质的变化。包括降水、
蒸发、树冠和树干截留、枯枝落叶持水、土壤入渗和蓄水、地下水位变动、调解径流、削减洪峰以及净化水
源、保持水土等功能。随着生态环境的恶化,森林涵养水源的作用越来越得到人们的关注。在研究突脉青
冈林的经济价值和改良土壤作用之余,它的生态价值也不容忽视。对此陈礼光,郑郁善等对突脉青冈人工
林的水文效应进行了研究,结果表明:突脉青冈纯林中,密度为 3000 株·hm -2的林分林冠层持水量最大
为 9. 404t·hm -2;若以林分的持水能力即地上部分与土壤的持水能力总量为指标,以 4050 株·hm -2的林
分为最好,总持水量最大。突脉青冈林分具有多层次的林分结构。林冠系统庞大,叶面积指数大,不同密
度的林分地上部分均有较好的持水能力[32]。
2. 4. 3 物理力学特征研究
木材是一种天然生长的有机体,随着社会的进步,国民经济的发展,人们生活质量的提高,社会对木材
的需求越来越多,要求越来越高。同时,随着这些要求的提高,大量树木被砍伐,因此,选择培育与选择优
良的木材十分重要。林金国,郑郁善等的突脉青冈木材物理力学性质的研究一文对通过对突脉青冈木材
物理力学性质进行测定和分析,结果表明:突脉青冈木材的密度和综合强度中等、干缩小,与同属其它树种
木材有较大的差别,其木材具有广泛的用途[33]。郑郁善的突脉青冈纤维特征和化学成分研究测定了 32
年生突脉青冈纤维长度为 1. 06 ~ 1. 82mm,长度大于 1. 50mm的纤维占 81. 5%;宽度为 19. 09 ~ 20. 05μm;
长宽比均大于 50,为 60. 85 ~ 91. 92,突脉青冈纤维长度和长宽比随着树龄的增大而增大。硝酸乙醇纤维
素含量 47. 65%,戊聚糖含量 22. 48%,木素含量 19. 96%,纤维交织能力好,制品强度高,可作为林产工业
的纤维材料使用,是一种有发展前途的速生阔叶更新树种[34]。
3 小结与展望
目前对突脉青冈的研究得到关注,但其研究还不够深入。虽有种群群落内的物种多样性研究、生态位
研究、空间分布研究等,也有人工林的育苗和木材的物理力学性质研究,但都不够全面具体。比如,生物多
样性方面只有乔木层的研究,并没有灌木、草本的涉及;空间分布格局不够具体;虽有提及其经济价值,但
没有具体应用,而且缺乏对群落生物量、水分和养分的研究。在这几方面今后应给予重视。
参 考 文 献
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