全 文 ：收稿日期:2010-01-10　　修回日期:2010-02-02
作者简介:黄志森(1966-),男 ,福建德化人 ,高级工程师 ,从事戴云山国家级自然保护区保护与管理工作。E-mail:492784116@QQ.com。
戴云山红楠种群直径分布规律
黄志森
(戴云山国家级自然保护区管理局 ,福建 泉州 362503)
摘要:应用 5种概率分布律对戴云山国家级自然保护区红楠种群的直径结构进行拟合 , 比较不同类型的拟合效果。结果表
明 , β分布函数能较好地表达红楠种群的直径分布结构 , 拟合效果最好 , 正态分布函数次之;不同群落类型的红楠种群直径
分布均符合 β分布 , 偏度大部分呈正偏 ,峰度值均为负 ,表明红楠种群直径分布范围较大。其研究结果对红楠林的合理经
营具有重要意义。
关键词:红楠;戴云山;种群;直径分布
中图分类号:S758.5+5 文献标识码:A 文章编号:1001-389X(2010)02-0133-04
StudyondiameterdistributionofMachilusthunbergipopulationinDaiyunshanMountain
HUANGZhi-sen
(DaiyunshanMountainNationalNatureReserveAdministrationBureau, Quanzhou, Fujian362503, China)
Abstract:FiveprobabilitymodelsareappliedtoanalyzethestructurefeaturesondiameterdistributionofMachilusthunbergipopu-
lationinDaiyunshanMountainNationalNatureReserve.TheresultsshowthatBetadistributionmodelisthebestfitnesstoexpress
thestructureofdiameterdistributionofM.thunbergipopulation, followedbytheNormaldistribution.Diameterdistributionsof
M.thunbergipopulationindifferentcommunitiesareallaccordingtoBetadistributionmodel, mostofskewsarepositiveandcrests
arealnegative, whichsuggestthattherangeofdiameterdistributionarewider.Theresultingprinciplewilprovideanimportant
guidefornaturalforestmanagement.
Keywords:Machilusthunbergi;DaiyunshanMountain;population;diameterdistribution
红楠(Machilusthunbergi)是樟科(Lauraceae)润楠属(Machilus)常绿中等乔木树种 ,在中国 、日本和韩
国皆有分布 ,在我国主要分布于长江流域及其以南地区 ,分布区域较广。红楠的木材可供建筑 、家具 、小
船 、胶合板 、雕刻使用 ,叶可提取芳香油 ,种子油可制肥皂和润滑油 ,叶和树皮可入药。研究发现 ,红楠叶片
和树皮的提取物具有杀虫性 、抗癌作用和极强的抗氧化性 ,可保护大脑皮层细胞受损和抑制黑色素的生
成 [ 1-2] 。红楠生长迅速 ,四季常青 ,近年来国内外将其作为重要的绿化树种 。戴云山国家级自然保护区红
楠林主要分布在海拔 1 400 m以下地区 ,伴生于天然常绿阔叶林中的混交林 ,天然更新能力强 ,在林中通
常处于林冠上层或亚优势层 ,是该地区主要的伴生树种之一 ,具有强大的生态功能。
林分直径分布是林分内不同直径林木按径阶的分布状态 ,直径分布是林分结构的主要特征 ,直接影响
着林木的树高 、干形 、材积 、材种及树冠等因子的变化 ,是许多森林经营技术的依据。同时林木的直径分布
型与森林群落的生产结构及机能特性有着密切关系 ,深入探索红楠种群在直径结构上的特有规律 ,对于揭
示其功能作用的内在机制具有重要意义 [ 3-4] 。从自然保护区经营管理的角度看 ,林分直径分布能反映林
分的生态利用价值[ 5-6] 。目前 ,国内对红楠的研究较少 。黄宗安 [ 7]对红楠群落主要种群分布格局进行研
究;曾繁茂 [ 8]对红楠群落特征作了初步研究;江香梅等 [ 9]对红楠物候 、采种及育苗技术进行研究;冷欣
等 [ 10]利用简单重复序列间扩增分子标记对舟山群岛红楠种群遗传结构进行研究;廖承川等 [ 11]对浙江九
龙山国家级自然保护区红楠群落特征及种群动态进行研究。笔者拟对戴云山红楠林种群的直径分布进行
调查研究 ,分析其直径分布结构特征 ,为该区红楠林合理经营管理及其开发利用提供科学依据。
1　研究区概况
戴云山脉是福建省境内 2大山脉之一 ,地处闽中 ,位于福建省德化县境内的上涌 、赤水 、大铭 、雷锋 、南
福建林学院学报　2010, 30(2):133-136 第 30卷 第 2期
JournalofFujianColegeofForestry 2010年 4月
DOI :10.13324/j.cnki.j fcf.2010.02.021
埕 、桂阳 6镇交界处 ,北纬 25°38′07″-25°43′40″,东经 118°05′22″-118°20′15″,总面积 13 472.4 hm2。戴
云山主峰海拔 1 856m,是福建省第二高山 ,区内超过 1 000 m的山岭有 7座 ,形成中部高 、四周低的山地。
该区年平均气温 15.6-19.5℃,年平均日照时数 1 875.4h,无霜期 260d,年平均降水量 1 700-2 000mm,年
平均相对湿度在 80%以上 ,年平均雾日达 220 d,为中亚热带与南亚热带气候 。区内土壤随海拔高度呈明
显的垂直分布 ,海拔 800 m以下山地多为红壤 ,土层厚;海拔 800-1 000 m的山地多为红壤和黄壤;海拔
1 000 m以上的山地为高山草甸土 。
2　研究方法
2.1　调查方法
选取戴云山国家级自然保护区内具有不同海拔 、坡向 、坡度的典型代表性的 3处(戴云山 、双芹 、后
宅)天然红楠林为研究对象 ,每处设置 1块面积为 40 m×40 m的样地 ,对每块样地进行每木检尺 ,记录所
有红楠的树高 、胸径(起测径阶≥4 cm)、基径 、冠幅 、枝下高和坐标 ,并记录每块样地的海拔 、坡向 、坡度 、
土壤条件和群落类型等因子。
表 1　红楠林分样地概况
Table1　GeneralconditionsoftheplotsofM.thunbergiforest
样地 海拔高度 /m 坡向 坡度 /(°) 枯枝物厚度 /cm 土壤类型 最小直径 /cm 最大直径 /cm
戴云村 1 053 东南 18 15.3 黄红壤 1.273 9 28.025 5
双芹村 1 185 南　 20 13.5 暗黄壤 1.592 6 22.770 7
后宅村 1 328 西北 29 11.8 黄壤　 4.108 3 45.859 9
2.2　直径分布模型的选择
树木种群直径分布形态变化一般较大 ,可用正态分布 、对数正态分布 、威布尔分布 、伽玛分布 、β分布
等 5种概率分布律加以描述 ,具体概率分布形式详见文献 [ 12-15] 。
3　结果分析
3.1　红楠种群直径分布拟合
通过每木检尺 ,所调查样地共有 288株红楠 ,其直径分布见表 2,可作为研究红楠林分直径分布规律
的基础数据 。应用 5种不同概率密度函数和主要特征数计算 ,采用 QBASIC软件和 EXCEL软件对该地区
红楠种群的直径分布进行拟合和计算 ,结果见表 3。
表 2　红楠林分的直径分布 1)
Table2　DiameterdistributionofM.thunbergiforest
样地
株数
径阶 /cm
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
合计
戴云村 27 22 16 6 7 7 5 2 - - - - 92
双芹村 14 21 18 10 15 7 -　 -　 - - - - 85
后宅村 - 3 5 13 21 19 14 11 14 6 4 1 111
　　1)“ -”为样地中缺少该径阶分布。
表 3　不同生境类型的红楠林分直径分布特征数及 χ2检验
Table3　CharacterisitcvaluesandChi-squaretestofdiameterdistributionforM.thunbergiforestindiferenthabitats
样地 平均直径 /cm 标准差
变动系
数 /% 偏度 峰度 正态分布
威布尔
分布
对数正
态分布
伽玛
分布 β分布 χ
2(0.05)值
戴云村 9.615 4 7.639 4 79.44 0.901 0 -0.363 8 15.898 2 32.492 5 13.534 5 12.829 2 4.115 8 11.070 5
双芹村 10.693 9 5.968 4 55.81 0.362 8 -0.954 1 7.757 5 11.978 7 19.318 0 12.923 2 3.337 9 7.814 7
后宅村 24.641 5 9.604 5 38.98 0.199 9 -0.568 8 7.373 6 7.552 5 28.463 7 29.336 6 5.554 2 15.507 3
　　从表 3中可知 ,戴云村红楠种群的正态分布 、威布尔分布 、对数正态分布 、伽玛分布的 χ2值均大于 χ2α
分布临界值 ,表明戴云村红楠种群均不符合该 4种分布 ,而其直径分布经 χ2检验(α=0.05)符合 β分布 。
可见 , β分布函数对戴云村红楠种群具有较好的适应性。由戴云村红楠直径分布折线图(图 1)可知 ,戴云
·134· 福　建　林　学　院　学　报 第 30卷　
图 1　红楠直径分布折线图
Figure1　Brokenlinechartofdiameterdistribution
ofM.thunbergiforest
村红楠小径阶的树木株数占大多数 ,而大径阶的
树木占少数 。
双芹村红楠种群的正态分布 、β分布的 χ2值
均小于 χ2α分布临界值 ,经过 χ2检验(α=0.05)全
部接受 ,表明该 2种分布对其直径分布拟合最好;
而威布尔分布 、对数正态分布 、伽玛分布的 χ2值
均大于 χ2分布临界值 ,说明该楠木种群的直径分
布均不符合这 3种分布 。对双芹村红楠直径分布
折线图(图 1)进行分析 ,得知中径阶的树木株数
占大多数。
后宅村红楠种群的正态分布 、威布尔分布 、β
分布的 χ2值均小于 χ2分布临界值 ,经过 χ2检验
(α=0.05)全部接受 ,可知该 3种分布对其拟合效果较好 ,而伽玛分布和对数正态分布的 χ2值均大于 χ2
分布临界值 ,说明该楠木种群的直径分布均不符合这两种分布。对后宅村红楠直径分布折线图(图 1)进
行分析 ,得知大径阶的树木株数占大多数 ,而小径阶的树木占少数 。
可将 3处不同群落类型的调查数据视为一个整体 ,对红楠种群的直径分布规律进行拟合和分析 ,具体
结果见表 4。从表 4可知 ,该地区红楠种群的直径分布经 χ2检验(α=0.05)均能符合 β分布及正态分布 ,
可见 ,该红楠种群的直径分布比较适合用 β分布来拟合 ,拟合效果较优 ,而正态分布次之。
表 4　红楠林分直径分布特征数及 χ2检验
Table4　CharacterisitcvaluesandChi-squaretestofdiameterdistributionforM.thunbergiforest
平均直
径 /cm 标准差
变动系
数 /% 偏度 峰度 正态分布
威布尔
分布
对数正
态分布 伽玛分布 β分布 χ2(0.05)值
14.983 6 10.362 8 71.49 0.582 9 -0.388 1 15.332 0 50.400 4 77.331 1 42.352 0 4.323 0 16.918 9
　　从表 3、表 4可知 ,所有样地红楠直径分布均符合 β分布 ,除戴云村外正态分布外 ,其它样地及整体红
楠直径分布也符合正态分布 ,威布尔分布只适用于后宅村红楠直径分布 ,对数正态分布 、伽玛分布均不适
合所有样地 。可见 , β分布更适用于戴云山红楠种群直径分布 。
3.2　红楠种群直径结构特征
从表 3、表 4中分析的偏度值可知 , 3块样地的红楠种群的直径分布曲线的偏度值均为正值 ,偏度为左
偏 ,表明分布曲线的顶峰偏左 ,其中戴云村 、双芹村红楠的直径分布曲线左偏幅度较大 ,在整个林分中小径
阶的林木占多数;而后宅村红楠的直径分布曲线左偏幅度较小 ,其整个林分中的中大径阶的林木占多数 。
由峰度值可知 , 3块样地的红楠种群的峰度值均为负值 ,其直径分布曲线较平坦 ,表明径阶分布离散程度
大 。由变动系数可知 ,戴云村红楠的变动系数较大 ,即其直径分布的范围较大;双芹村红楠次之 ,表明其直
径分布的范围较戴云村红楠种群小;后宅村红楠的变动系数较小 ,说明直径分布的范围较小。从整体上
看 ,戴云山区域红楠种群的直径分布曲线的偏度值均为正值 ,偏度为左偏 ,表明分布曲线的顶峰偏左 ,林分
以中径阶林木为主;峰度值均为负值 ,其直径分布曲线较平坦 ,表明径阶分布离散程度大 ,可能与其生境条
件等外界因素有关;变动系数较大 ,表明直径分布的范围较大 。
4　讨论
从整个红楠林分来看 ,正态分布及 β分布均能拟合红楠种群直径分布 ,然而 β分布具有较大灵活性 ,
对分布形状的适应性较强 ,尤其适合拟合不同偏度 、峰度的非对称直径分布;而正态分布曲线变化小 ,仅拟
合林分发育过程某一阶段的直径分布 ,有一定局限性 ,且戴云村红楠种群直径分布也不符合正态分布 。可
见 ,采用 β分布来确定红楠种群的直径分布规律较为适宜。拟合出红楠种群直径 β分布密度函数 ,其目的
是可模拟与预估各个径阶的林木株数和蓄积量的变化 ,对林分的材种结构 、编制经营数表以及林业有关部
门的生产经营具有重要作用。对于林分结构规律分布的拟合过程中 ,不仅需选择适当的分布类型 ,也需选
择适宜的拟合方法 ,拟合效果更加精确 ,从而使研究更富有实际意义和应用价值 。
·135·　第 2期 黄志森:戴云山红楠种群直径分布规律
地形 、土壤类型 、海拔高度 、气候等生态因子存在密切关系 ,生境的异质性造成了土壤理化性质的异质
性 ,从而引起了地上植物的变化 。不同立地条件下 ,植物的生长情况也有差异 。通过研究 ,不同生境类型
的红楠种群直径分布有显著差异 ,其差异性是否与生境因子有关需待进一步研究 。
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(责任编辑:卢凤美)　　
·136· 福　建　林　学　院　学　报 第 30卷