全 文 ：2014 年 6 月
第 43 卷 第 2 期
山 西 林 业 科 技
SHANXI FOＲESTＲY SCIENCE AND TECHNOLOGY
Jun. 2014
Vol. 43 No. 2
黑茶山自然保护区青毛杨林林窗特征初步研究
白利云1，牛侯艳2，樊保国2
(1. 山西省黑茶山国家级自然保护区管理局，山西 兴县 033600;2. 山西师范大学生命科学学院，山西 临汾 041000)
摘 要:对山西省黑茶山自然保护区青毛杨林林窗特征进行了分析，结果表明，黑茶山自然保护区青毛杨林林窗形成方
式以折干为主，其中由砍伐形成的最为普遍;林窗形成木基部径级主要介于10 cm ～25 cm之间;林窗大多由2株形成木形
成，形成木主要是青毛杨，其它树种出现较少。最后建议加强保护区青毛杨林的保护力度，以实现可持续发展和利用。
关键词:黑茶山自然保护区;青毛杨林;林窗;形成木
中图分类号:S718. 5 文献标识码:A 文章编号:1007-726X(2014)02-0010-03
Primary Study on Gap Characteristic of Populus shanxiensis Forest
in Heichashan Nature Ｒeserve
Bai Liyun1，Niu Houyan2，Fan Baoguo2
(1． National Forestry Administration Bureau of Heicha Mountaion of Shanxi，Xingxian 033600，China;
2． College of Life Science，Shanxi Normal University，Linfen 041000，China)
Abstract:Gap characteristic of Populus shanxiensis forest was studied in Heichashan Nature Ｒeserve． The results showed that the
snapping was the main types of gap formation and the cutting was the commonest;the diameter at the base of gap formation tree was
between 10 cm ～25 cm;the number of gap formation tree per gap was 2 and Populus shanxiensis was main gap formation． At last，
protect of Populus shanxiensis was proposed to strengthen in Nature Ｒeserve for sistainable development and utilization．
Key words:Heichashan Nature Ｒeserve;Populus shanxiensis;Gap;Gap formation tree
收稿日期:2014-01-16
作者简介:白利云(1976— )，男，山西兴县人，2007 年毕业于中共中央党校函授学院，助理工程师。
林窗是广泛存在于森林生态系统中具有特殊性
质的小环境，它的形成与发展对植被的正常更新具
有重要的作用。从某种意义上说，森林的演替就是
林冠层乔木死亡，形成林窗，林窗内幼苗、幼树竞争
发展成种群。林窗是森林生态系统中一种经常发生
的重要干扰，是推动森林演替和更新的重要因素之
一。林窗的形成可以导致森林组成和结构的异质
性，对种子的萌发、森林物种的动态变化、幼苗的定
居等自然更新及森林生物多样性的维持具有重要的
作用。笔者以山西省黑茶山自然保护区内的青毛杨
林为研究对象，分析了林窗特征及其更新状况，探讨
了林窗形成原因及森林小尺度干扰的内在机制，以
期为保护区内青毛杨林的管护提供理论依据。
1 研究地概况和研究方法
1. 1 试验地概况
黑茶山自然保护区位于山西省兴县东会乡，呈
南北延伸之势，屹立于吕梁山脉中北部，海拔
1 269. 0 m ～2 203. 8 m，属温带大陆性气候。境内地
貌属吕梁山脉黑茶山地段石质山区，岩石主要由变质
岩和岩浆岩构成，土壤为山地褐土。年均温 6. 4 ℃，
日均温≥10 ℃的有效积温 1 500 ℃ ～ 1 950 ℃ ． 无
霜期 120 d ～ 135 d，年均降水量约 650 mm．
保护区内分布的乔木树种主要有油松、山杨、白
桦、华北落叶松等，灌木主要有沙棘、黄刺玫、绣线
菊、丁香、忍冬、小叶鼠李等，草本植物有苔草、苋草、
茎草、蒿类以及各种药材 100 多种。此外，还包括青
毛杨、文冠果等 8 种国家级保护植物。青毛杨自然
分布于黑茶山国家级自然保护区，生长在山凹、沟谷
及沟溪两侧的坡面上，分布区面积 4 hm2. 在分布区
内有 4 个种群，均呈斑块状群聚生长，集中分布在保
护区内的扇子洼、串道洼等地。
1. 2 研究方法
在黑茶山青毛杨林全林踏查的基础上，对确定的
32个林窗，按林冠林窗(CG)和扩展林窗(EG)分别进
行调查研究。记载林窗形状、大小、形成方式、形成木
第 2 期 白利云，等:黑茶山自然保护区青毛杨林林窗特征初步研究 11
的种类、数量、径级、形成年龄、林窗内物种组成及更
新状况等。林窗年龄的判断采用估测法，即根据形成
木的腐烂程度，结合林区工作人员的长期经验来确定。
根据调查情况，林窗大都近似椭圆形。因此，计
算 CG面积和 EG面积采用椭圆面积公式:
A = πLW /4 ．
式中:A ———林窗面积;
L ———长轴长;
W ———短轴长。
林窗高度以林窗周围边界木的高度来表示，林
窗开敞度用林窗直径与林窗高度的比值来表示。
2 结果与分析
2. 1 林窗形状
在所调查的 32个林窗中，林窗的长短轴比例(长
轴 /短轴)均大于 1，所以，林窗在水平面上接近于椭
圆形。CG长轴的平均值为 5. 69 m，短轴的平均值为
3. 51 m，长轴与短轴平均值的比为 1. 63;EG长轴的平
均值为 8. 35 m，短轴的平均值为 5. 09 m，长轴与短轴
平均值的比为 1. 66. 从垂直剖面看，林窗像个圆锥
体，开敞度向上越来越小，向下则逐渐变大。
2. 2 林窗大小
根据 CG和 EG的不同定义及该森林群落林窗
大小的实际情况，以 10 m2 为级数统计林窗个数及
林窗面积，结果见表 1 和表 2.
表 1 林冠林窗的大小结构
CG大小级
/m2
林窗数
/个
个数百分比
/%
面积百分比
/%
＜ 10 2 13. 33 6. 95
10 ～ 20 9 60. 00 52. 11
20 ～ 30 3 20. 00 27. 79
＞ 30 1 6. 67 13. 15
∑ 15 100. 00 100. 00
表 2 扩展林窗的大小结构
EG大小级
/m2
林窗数
/个
个数百分比
/%
面积百分比
/%
＜ 20 1 6. 67 3. 71
20 ～ 30 5 33. 33 25. 96
30 ～ 40 6 40. 00 40. 27
40 ～ 50 1 6. 67 9. 28
＞ 50 2 13. 33 20. 78
∑ 15 100. 00 100. 00
结果表明，林冠林窗的最小面积为 8. 24 m2，最
大面积为 31. 93 m2，平均面积为 16. 19 m2，总面积
为 243 m2;林冠林窗中面积介于 10 m2 ～ 20 m2的林
窗数量最多，占 60. 00%;同时，处于这一等级的面
积也占据最大值，为 52. 11% ．扩展林窗的最小面积
为 18. 84 m2，最大面积为 53. 38 m2，平均面积为
33. 83 m2，总面积为 507 m2;扩展林窗中面积介于
30 m2 ～ 40 m2 的林窗数量最多，占 40. 00% ． 同时，
介于这一等级的林窗面积也占据最大值，为
40. 27% ．林冠林窗平均面积占扩展林窗平均面积的
47. 86% ．青毛杨的林冠林窗和扩展林窗的平均面积
均小于 50 m2，在青毛杨林中数量最多的林窗级别，其
所占面积比例也最大。说明该森林群落以小型林窗
为主，这是森林更新演替的必要过程，进一步揭示了
黑茶山青毛杨林是比较稳定的森林群落。
2. 3 林窗开敞度
据文献记载，CG 的开敞度大多在 0. 4 ～ 0. 6 之
间，占 66. 66%;EG 的开敞度大多在 0. 7 ～ 1. 0 之
间，占 80. 00% ．黑茶山青毛杨林林窗开敞度的结果
表明，青毛杨林 CG的开敞度大多在 0. 6以下，EG的
开敞度大多都在 0. 5 以上，其中，大于 1. 0 的只有
1个。林窗内的光照随林窗直径与边界木高度的比
值的增加而增加，当比值为 2时光照达到最大。调查
的林窗直径与边界木高度的比值都远小于 2，表明，
青毛杨林不能靠自身创造足够大的林窗来获取最大
光照。
2. 4 林窗的形成方式
形成林窗的死亡木就是形成木。在 15 个林窗中
共观测到 27株形成木，主要有折干(干基折断和干中
折断)、枯立和根拔 3 种形成方式。其中，干基折断形
成的形成木最多，占 51. 85%;干中折断和枯立的，分别
占 25. 93%和 18. 52%;根拔等其它原因引起的仅为
3. 70%．说明，折干是形成青毛杨林林窗的主要方式。经
调查，形成木的折干大多是由于人类砍伐造成的。
2. 5 形成木的数量及种类
有些林窗由 1 株形成木形成，而有的由 2 株或
多株形成。统计结果表明，林窗内形成木的数量最
多为 4 株，最少为 1 株;2 株形成木形成的林窗占
46. 67%;其次为 1 株形成木林窗，占 40. 00% ． 可
见，青毛杨林中大多数的林窗是由 2 株形成木所形
成的，平均每个林窗有 1. 8 株形成木。形成木中青
毛杨(主要是砍伐)占 77. 78%，山杨占 14. 81%，其
它仅占 7. 41% ．
2. 6 形成木的径级结构
林窗形成木的基径结构是指形成林窗的各种形
成木的基径在不同径级中的分布情况。经调查形成
(下转第 15 页)
第 2 期 米国兵:红角鸮种群数量及繁殖生态的调查研究 15
日期差异为 2 d ～ 4 d，最晚迁离的日期差异为 1 d ～
4 d，居留期为 162 d ～167 d，间隔期为 198 d ～204 d;
红角鸮繁殖季前的种群数量为 0. 75 只 /km2，繁殖
季后为 1. 08 只 /km2;鼠类、两爬类、昆虫类等是其
主要的食物。红角鸮是农林业益鸟，保护红角鸮对
林业虫害、鼠害及生物防治等具有重要意义，是实施
林区综合性管理的重要环节之一。
4. 2 讨论
研究结果表明，红角鸮具有一定的迁徙特点，
南迁、北徙均存在年间差异，这一差异可能与当年
的气候有关。本研究区域内的红角鸮迁徙相对稳
定，具有明显的规律性。阳圪台林场的生态环境
良好，适宜红角鸮生存，是否存在固定的家族群，
还有待进一步研究。但是调查时发现该物种的种
群密度偏低，可能与人为干扰、食物丰富度、可利
用巢址等对其繁殖存在一定影响的生境质量有
关，需要进一步研究。总之，调查益鸟的种群数量
及繁殖生态习性，是探索森林可持续发展和生态
文明管理的新思路。
本文承蒙山西省自然保护区管理站张龙胜教授级高工
指导修改，特此致谢!
参考文献:
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分析［J］．动物学杂志，2007，42(2):52-55.
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冬期的食性分析和习性观察［J］． 动物学杂志，2007，
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耳鸮的食性分析［J］．动物学杂志，2012，47(4):36-40.
(上接第 11 页)
木中基径最大的为 26 cm，最小的为 8 cm，平均基径
为 15. 81 cm． 以 5 cm 为径级单位对形成木进行统
计，结果见表 3.
表 3 林窗形成木的基径结构
基径径级
/ cm
形成木株数
/株
株数百分比
/%
＜ 10 3 11. 11
10 ～ 15 9 33. 33
15 ～ 20 10 37. 04
20 ～ 25 4 14. 81
25 ～ 30 1 3. 70
∑ 27 100. 00
结果表明，形成木的基径介于 10 cm ～
25 cm之间，占形成木总数的85. 18%．其中，以10 cm ～
15 cm和 15 cm ～20 cm的比例较大，分别占 33. 33%
和 37. 04%，也是形成林窗可能性最大的基径阶段。
3 结论与讨论
笔者所调查的黑茶山青毛杨林林窗面积大部分
小于 50 m2，以小林窗为主，反映了该地区的青毛杨
林是比较稳定的森林群落，也可以认为是林窗的形
成速率和林窗的填充速率平衡的结果。
黑茶山青毛杨林中乔木层除有青毛杨外，还有
一些生长良好的伴生树种，且进入主林层，在无人为
干扰的前提下，最终演替为地带性温带落叶阔叶林。
但由于青毛杨分布比较集中，分布区密度大，林冠郁
闭度较高，林分较稳定，在一定时期内，林下仍将是
以青毛杨为主要树种的稳定群落结构。
对于林窗的形成方式，黑茶山青毛杨林以砍伐
形成的林窗最为普遍，这与青毛杨为优质用材和当
地居民无组织放牧有关。
在黑茶山青毛杨林中，林窗由 2 株形成木形成
的最为普遍，这与多数天然林林窗都是以 2 株形成
木形成的情况一致。所调查林窗中有些林窗不止
1 种形成木，且这些形成木的死亡方式也不尽相同，
呈现出多种干扰的现象，这些干扰形成累加效应，从
而影响森林的循环更新。
虽然该保护区青毛杨林主要靠天然更新持续发
展，但由于人为盗伐的现象严重，使得青毛杨林的生
境严重破碎化，种群分布不连续。受人为盗伐后林
相较差，建议加强黑茶山自然保护区青毛杨林的保
护力度，以实现可持续发展与利用。
参考文献:
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2009.