柳杉人工林植物多樣性研究

楊舉田，陳修權(quán)，覃德文

(1.廣西國(guó)有六萬(wàn)林場(chǎng)，廣西 玉林 537000；2.廣西國(guó)有三門(mén)江林場(chǎng)，廣西 柳州 545006；3.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004)

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柳杉人工林植物多樣性研究

楊舉田1，陳修權(quán)2，覃德文3

(1.廣西國(guó)有六萬(wàn)林場(chǎng)，廣西 玉林 537000；2.廣西國(guó)有三門(mén)江林場(chǎng)，廣西 柳州 545006；3.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004)

摘要以廣西國(guó)有六萬(wàn)林場(chǎng)33年生柳杉人工林為研究對(duì)象，進(jìn)行了上、下和中3個(gè)坡位的植物多樣性調(diào)查。研究結(jié)果表明：不同坡位林下植物種類(lèi)多樣性表現(xiàn)為中坡>下坡>上坡；中坡林分的Shannon指數(shù)(H′)和Simpson指數(shù)(D)分別為2.01和 0.93，均為各個(gè)林分中最高；柳杉人工林中坡的草本層豐富度指數(shù)(Margalef 指數(shù))均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物種類(lèi)豐富，林下光源充足；柳杉人工林灌木層物種均勻度 Jsw指數(shù)的平均值分為1.580，而草本層物種均勻度 Jsw指數(shù)平均值為1.487。并得出了伴隨著坡位的變化，光照可從林分不同方向透過(guò)林分照射于林下植被，可給林下植被提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)也提升了林下植被的多樣性。

關(guān)鍵詞柳杉；坡位；多樣性

柳杉屬杉科(Taxodiaceae)柳杉屬(Cryptomeria)喬木，為我國(guó)南方主要用材樹(shù)種之一，在長(zhǎng)江以南，廣西、廣東、云南和貴州等地栽培較多，高海拔地區(qū)均有分布。該樹(shù)種能夠吸收二氧化硫、甲醛等有毒氣體，根系發(fā)達(dá)，林分土壤微生物含量較高，養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)速度快，是我國(guó)南方優(yōu)質(zhì)生態(tài)綠化樹(shù)種之一。柳杉幼齡階段能稍耐蔭，在氣候適宜、土壤肥沃等地生長(zhǎng)快，早期苗木屬于高速生長(zhǎng)物種；但苗木在缺水、氣候干燥地區(qū)幼樹(shù)成活率低，生長(zhǎng)緩慢。本文通過(guò)調(diào)查柳杉人工林林下生物多樣性情況，對(duì)柳杉人工林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)樣地設(shè)置在廣西六萬(wàn)林場(chǎng)蓮花山內(nèi)，位于109°51′—109°54′ E，22°46′—22°47′ N。光照充足，熱量豐富，雨熱同季，夏濕冬干，干濕季節(jié)明顯。年均氣溫21.5 ℃，1月平均氣溫2.3～11.4 ℃，極端最低溫-2.5～2.2 ℃，7月平均氣溫28.2～29.8 ℃，極端最高溫37.4～42.8 ℃，≥10 ℃活動(dòng)積溫7 350～7 875 ℃，年均日照時(shí)數(shù)1 521～1 832 h，是廣西太陽(yáng)輻射高值區(qū)之一。年均降雨日110～120 d，年均降雨量1 200～1 400 mm，年蒸發(fā)量1 200～1 800 mm，相對(duì)濕度75%～88%，水熱系數(shù)1.4～1.8，極為適合于柳杉的生長(zhǎng)。土壤以赤紅壤、紅壤為主，林地土層平均厚度在75～100 cm，土壤pH值為4.3～5.7。柳杉人工林保存密度為1 082株 hm-2，林分郁閉度為0.8。

2試驗(yàn)方法

對(duì)試驗(yàn)樣地進(jìn)行上、中、下3個(gè)坡位分別選取3個(gè)10 m×10 m(100 m2)的標(biāo)準(zhǔn)樣地進(jìn)行調(diào)查，主要記錄樣方內(nèi)植物的種類(lèi)、多度和物種的覆蓋度等指標(biāo)。

結(jié)合外業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)林分的灌草層進(jìn)行計(jì)算，具體運(yùn)算公式如下：

(1)物種豐富度指數(shù)

式中：S為出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)；N為總個(gè)體數(shù)。

(2)多樣性指數(shù)

Shannon- Wiener指數(shù)(H′)：

式中：pi為種i的個(gè)體數(shù)與樣方個(gè)體總數(shù)的比值。

(3)均勻度指數(shù)

Pielou均勻度指數(shù)(Jsw)：

Alatalo均勻度指數(shù)(Jsi)：

式中：S為出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)，Ni為物種個(gè)體數(shù)，N為總個(gè)體數(shù)。

3結(jié)果分析

在柳杉人工林中，不同坡位林下植物種類(lèi)多樣性表現(xiàn)為：中坡>下坡>上坡。柳杉人工林Margalef 指數(shù)在柳杉人工林上坡表現(xiàn)為灌木層>草本層，中坡和下坡則表現(xiàn)為草本層>灌木層。在不同坡位柳杉人工林中，上坡、中坡和下坡的林下物種多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為灌木層>草本層，然而，林分受光照的影響，上坡林下物種的草本層Shannon指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于灌木層Shannon指數(shù)。隨著柳杉人工林的坡度變化，灌草層物種多樣性指數(shù)變化為：中坡>下坡>上坡。中坡林分的Shannon指數(shù)(H′)和Simpson指數(shù)(D)分別為2.01和 0.93，均為各個(gè)林分中最高，在上坡表現(xiàn)為最小，分別為1.01和0.89。另外，柳杉人工林草本層多樣性指數(shù)Shannon 指數(shù)為1.500，變異系數(shù)為12.5%，而柳杉人工林的灌木層多樣性指數(shù)Simpson 指數(shù)值為1.557，變異系數(shù)僅僅為 32.5%，高于草本層的變異系數(shù)，變化范圍較大。

柳杉中坡灌木層的物種豐富度指數(shù)均高于其他不同破位的豐富度值，其值分別為 2.46和 0.90，但柳杉人工林中坡的Margalef 指數(shù)均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物種類(lèi)豐富，林下光源充足。另外，柳杉人工林灌木層物種均勻度 Jsw指數(shù)的平均值分為1.580，變異系數(shù)為31.2%，而草本層物種均勻度 Jsw指數(shù)平均值為1.487，變異系數(shù)達(dá)到了11%，差別不大，說(shuō)明物種均勻度差異水平明顯；均勻度指數(shù) Jsi的平均值分別是 0.897和 0.927(表1)，灌木層和草本層均勻度指數(shù)的變異系數(shù)分別是 1.3%和 14.7%。

表1　柳杉人工林林下灌草層豐富度指數(shù)

4討論與總結(jié)

柳杉人工林隨著坡位的上升林下物種數(shù)量先增加后降低，到柳杉人工林中坡的物種種類(lèi)達(dá)到最大值。草本層物種豐富度上坡最大，中坡最小，而上坡灌木層的物種豐富度指數(shù)均小于其他坡位的柳杉人工林。中坡林分物種多樣性指數(shù)最高。下坡柳杉人工林林分由于郁閉度較高，林下植被分布均勻，物種均勻度最高。

柳杉人工林隨著林分的坡位的變化多樣性總體趨勢(shì)呈先增長(zhǎng)后降低的波浪變動(dòng)趨勢(shì)，其主要原因?yàn)榱既斯ち蛛S著坡位的變化，與林下植被共同生長(zhǎng)，坡位在上坡后隨著柳杉林分生長(zhǎng)較高，林下植被獲得光照降低，影響了林下植被的生長(zhǎng)。伴隨著坡位的變化，光照可從林分不同方向，如各個(gè)側(cè)面透過(guò)林分照射于林下植被，可給林下植被提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)也增加了林下植被的多樣性。林分林下植被發(fā)育良好發(fā)育完全，有效地改善了林地土壤的理化性質(zhì)，隨著林分生長(zhǎng)完好，凋落物增加，可有效改善林地土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃世杰,覃德文,聶珍臻,等. 柳杉人工林經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià). 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,55(1):269-273

[2]林寧,秦武明,蔣林,等. 桂東南地區(qū)柳杉人工林生長(zhǎng)規(guī)律研究. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,43(7):1013-1016

[3]韋炳儉,周凌雁,覃德文. 廣西生物多樣性評(píng)價(jià)發(fā)展研究. 黑龍江科學(xué),2014(11):42-43

[4]樊吉尤,覃德文,蔣林,等. 柳杉人工林生物量及生產(chǎn)力研究. 福建林業(yè)科技,2011,38(4):1-5

[5]楊欽潮,方朱宗,唐穎,等. 桂南地區(qū)植物群落多樣性分析. 綠色科技,2015(6):35-36

Diversity ofCryptomeriafortunePlantation

Yang Jutian1,Chen Xiuquan2,Qin Dewen3

(1.Liuwan State-owned Forest Farm,Yulin 537000,China;2.State-owned Guangxi Sanmenjiang Forest Farm,Liuzhou 545006,China;3. College of Forestry,Guangxi University,Nanning 530004,China)

AbstractTaking 33-year-old Cryptomeria fortune plantation in the state-owned Guangxi Liuwan Forest Farm as the research object,diversity of uphill,middle slope & downhill slope were investigated. Result shows that the diversity of different slope positions in understory plant species are: the middle slope> downhill slope> uphill. The Shannon index (H′) and Simpson index (D) of stand of mdddle slope is 2.01 and 0.93,respectively,are the highest in each stand;richness index of herb layer in middle slope of C. fortune plantation (Margalef index) is higher than that of other slope;indicating that the species is rich for C. fortune plantation;light source understory is adequate;the mean value of species evenness (Jsw) of shrubs for C. fortune plantation is 1.580,and the mean value of species evenness (Jsw)of herb layer is 1.487. Accompanied by changes of slope positions in woodland,the sun shines the understory vegetation through stand,which can provide optimal growing environment,at the same time it can enhance the diversity of understory vegetation.

Key wordsCryptomeria fortune ;slope position;diversity

文章編號(hào)：1005-5215(2016)07-0030-03

收稿日期：2016-04-28

作者簡(jiǎn)介：楊舉田(1987-)，男，廣西平樂(lè)人，大學(xué)，助理工程師，主要從事?tīng)I(yíng)林生產(chǎn)方面研究，Email:331926755@qq.com.

中圖分類(lèi)號(hào)：S791.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.009