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1、Vol. 34 No. 4 Apr. 2014第 34 卷 第 4 期 2014 年 4 月 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry (2) the arbor forests mainly range in 5001 000 meters above sea level, and the slope ranges were within the 15 35 and are adretto; (3) the arbor forests average age was 28.54 year-old,
2、average tree height was 11.41 meters, average diameter was 13.45 cm, average per acre accumulation was 8.86 m3, the average canopy density was 6.09. In terms of the structure of age groups, the arbor forests mostly belong to mid-maturation and young forest, in the positive succession stage. Key word
3、s: arbor forest; spatial distribution; standing forest; dynamic change; Wuzhishan city of Hainan province刘立武，等：五指山市乔木林动态变化特征分析2第 4 期交林。2 数据来源与处理2.1 数据来源本研究主要应用 1993 年、1998 年、2003 年、2008 年海南省四期森林资源连续清查数据。森林资源连续清查按 4 km3 km 的网格布设样地，每个网格内布设一个 25.8 m25.8 m（约为 1 亩）的样地，在五指山市境域内均匀布设 91 个样点4。在每个样地内调查的生境指标包括
4、：海拔、坡度、坡向、坡位、土壤厚度等；调查的因子包括：林种、优势树种、龄组、平均树高、平均胸径（大于 5 cm 每木检尺）、林分蓄积、郁闭度5等。2.2 数据处理将五指山市四期的森林资源连续清查数据属性输入 ArcGIS10.0，并建立属性数据库，其样点的分布见图 1。林、经济林、宜林荒山、农地、牧地等用地类型组成6。其中乔木林地所占比例最高，分别占各年份的 47.253%、59.341%、64.835%、80.220%，为主要的用地类型，且在研究时间范围内的连续15 a 中呈明显的增长趋势，这与五指山市开展林地保护及植树造林的政策是分不开的。表 1 五指山市样点地类动态变化 Table 1
5、Dynamics changes of land type of sample points in Wuzhishan地类样点 / 个年份1993 年1998 年2003 年2008 年乔木林43545973经济林56120竹林1000疏林地0100灌木林地2000未成林造林地0102宜林荒山8112农地91365牧地231584水域0022其他用地0033合计91919191在 ArcGIS10.0 中，利用交相原理将四期数据进行相交分析得，1993 年至 1998 年，有部分竹林地、灌木林地、牧地转化成为乔木林地；1998 年至 2003 年，部分农用地变为乔木林地；2003 年至2008
6、 年，大量经济林变为乔木林，说明五指山市在追求经济的同时，更加注重对环境的保护，部分乔木林与宜林地相互转化，表明该地乔木林有伐有造，使其始终处于动态平衡之中7。3.2 空间分布特征分析由表 2 知，乔木林主要分布在海拔在 500 m 1 000 m 的山地，其次分布在海拔在 500 m 以下的丘陵地区，很少分布在海拔在 1 000 m 的高原地带，这表明：中海拔地区温度适中，适合乔木林的生长；低海拔地区主要是受人为因素影响，使得乔木林的生长受到威胁，进一步探究发现，低海拔的丘陵地带农用地、建设用地分布较多，这种分布特征与人们的生活习性是密切相关。高海拔地区由于温度原因不适合乔木林的生长。乔木林
7、样点个数随着海拔的升高8，呈现先增加后减小趋势，这也有可能是因为适地适树，即高低海拔下树种不同的原因所致。图 1 五指山市一类清查样点分布 Fig. 1 Sample distribution of Forest Resources Continuous Investigation in Wuzhishan利用 ArcGIS10.0 软件中的空间分析工具将其与该地的 DEM 数据进行叠加处理，提取分析，并对不同高程、坡度、坡向数据进行重分类，分别提取不同属性的地类。针对乔木林，结合五指山市 TIN 模型，进一步计算不同年份的乔木林的平均年龄、平均树高、平均胸径、平均每亩蓄积等林分因子的特征值。
8、根据不同时期乔木林样点的林分因子，在 SPSS 中做出所需的动态变化图，从而更好的观察乔木林分因子的变化趋势。3 结果与分析3.1 样点个数动态变化分析由表 1 可知，五指山市 91 块样地主要由乔木3第 34 卷中 南 林 业 科 技 大 学 学 报表 2 不同海拔下乔木林样地个数 Table 2 Numbers of arbor forest sample plots at differentaltitudes海拔 /m1993 年1998 年2003 年2008 年 500 丘陵10151325 1 000 山地26323941 1 000 高原7777由表 3 可知，乔木林主要分布在坡
9、度在 15 25 陡坡及坡度在 25 35 的急坡上，这说明：在有一定坡度的山地上，阳光照射均匀，树种能有效利用太阳能和种间关系， 提高森林产量， 因此，比较适合乔木林的生长；平缓坡上乔木林的分布较少，即乔木林中的主要优势树种阔叶混交林的分布也相对较少，表明混交林中林分的垂直结构分布较紧密，林分的混交度相对较高，分层现象较为明显9。在坡度大于 35 的急峭坡上乔木林较少，说明阔叶林的生长需要一定的水分，而坡度太大，不宜保持水土，从而不利于阔叶林的生长。表 3 不同坡度下乔木林样地个数 Table 3 Numbers of arbor forest sample plots at differe
10、ntslope degrees坡度 /（）1993 年1998 年2003 年2008 年05 平坡311258 缓坡2222815 斜坡235111525 陡坡233128352535 急坡11141920 35 急峭坡2343由表4知， 乔木林主要分布在半阳坡与阳坡上，阴坡与半阴坡上较少，这表明：乔木林大多为喜阳性植物，受坡向影响较大，且他的生长对日照时数、太阳辐射等自然条件要求较高10，因阳坡与半阳坡区域的日照时间相对较长，从而有利于林分的生长11。 表 4 不同坡向下乔木林样地个数 Table 4 Numbers of arbor forest sample plots at diff
11、erentaspects坡向1993 年1998 年2003 年2008 年阳坡12141621半阳坡20252632半阴坡481013阴坡77783.3 林分因子特征分析由图 2可知，五指山市乔木林平均年龄分布情况是：1993 年为 28.74 a，1998 年为 28.17 a，2003 年为 29.32 a，2008 年为 27.93 a，1993 年到2008 年连续 15 a 的平均年龄为 28.54 a，平均年龄呈现出先减小后增加再减小的循环往复现象，说明五指山市乔木林处于动态平衡当中，即不断的有大树的砍伐和小树的植入。图 2 乔木林平均年龄变化 Fig.2 Average tre
12、e-age changes of arbor图 3 乔木林平均胸径变化 Fig.3 Average DBH changes of arbor由图 3 知，五指山市乔木林平均胸径分别是：1993 年为 14.42 cm，1998 年为 12.93 cm， 2003 年为 13.17 cm，2008 年为 12.33 cm，1993 年到 2008年连续 15 a 的平均胸径为 13.46 cm，平均胸径呈现先急剧减小后缓慢增加的现象，这表明在 1993至 1998 年有大量的幼龄林出现，即植树造林现象明显。由图 4 知，五指山市各年乔木林平均树高分别为：1993 年 11.36 m，1998 年
13、为 11.16 m， 2003年 11.46 m，2008 年为 11.63 m，1993 年到 2008 年连续 15 a 的平均树高为 11.41 m，平均树高表现为先减小后增加，但变化幅度很小均不超过 0.5 m，这与平均胸径的变化步调一致，但幅度有所不同，表明：幼龄林的植入对平均树高的影响小于对平均胸径的影像；胸径与树高的关系不是简单的正比例关系，而是由多个函数组成的正相关关系12。由图 5 可知，五指山市乔木林平均每亩蓄积刘立武，等：五指山市乔木林动态变化特征分析4第 4 期量分别为：1993 年为 10.1815 m3/hm2，1998 年为 8.1115 m3/hm2，2003
14、年为 8.9115 m3/hm2，2008 年为 8.2515 m3/hm2，1993 年到 2008 年连续 15 a 的平均值为 8.8615 m3/hm2，平均每公顷蓄积量呈现减小后增加再减小的循环往复现象，与平均年龄的变化步调较为一致，这表明：蓄积量的大小与年龄有密切的正相关关系。图 4 乔木林平均树高变化 Fig.4 Average height changes of arbor图 5 乔木林平均每亩蓄积变化 Fig.5 Average per acre accumulation changes of arbor图 6 乔木林年均郁闭度变化 Fig.6 Average crown d
15、ensity changes of arbor但通过对比图 2 与图 5 可知，两者的最大值与最小值并没有在同一时间段内出现，这可能是由于乔木林的内部树种组成发生了很大的调整，即用材林与经济林、薪炭林、防护林等其他林种之间发生了变动。比较图 2 至图 5 可知，乔木林每亩蓄积由其平均胸径和平均树高等因子共同决定，且呈正相关关系13，平均树高与平均胸径变化趋势一致，符合树木生长曲线。通过观察 4 个图中曲线的变化可知，无论是从乔木林的平均胸径、平均树高还是每亩蓄积来讲，1998 年的数据均表现出奇异现象，通过查找相关资料，可知1998 年海南省遭到厄尔尼诺肆虐， 干旱严重，这些自然灾害直接影响了
16、乔木林的生长。 由图 6 可知，在研究时间范围内，五指山市乔木林年均郁闭度分别为：1993 年 0.591，1998年 0.607，2003 年 0.693，2008 年 0.592，1993 年到 2008 年连续 15 a 的郁闭度的年均变化量为先增加后减小，且在 2003 年郁闭度达到最大。表明：2003 年五指山市的植冠盖度、乔木树冠彼此相接而遮蔽地面的程度较大。由表 5 可知，五指山市 1993 2008 年近 15 a 乔木林总的动态趋势是逐年增加，且中龄林、幼龄林占绝对优势，成熟林及过熟林所占比重较低。说明五指山市现阶段可利用的森林资源匮乏 , 而后备资源较为丰富14。其中幼龄林
