西雙版納加勒比松人工林群落特征研究

張快富，陳紹安，許林紅，鐘 萍，陳 偉,2

(1．云南省林業(yè)科學院，云南 昆明 650201；2．云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點實驗室，云南 昆明 650201)

西雙版納加勒比松人工林群落特征研究

張快富1，陳紹安1，許林紅1，鐘 萍1，陳 偉1,2

(1．云南省林業(yè)科學院，云南 昆明 650201；2．云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點實驗室，云南 昆明 650201)

采用樣方法對西雙版納加勒比松人工林開展了群落學調(diào)查。結果表明：(1)加勒比松人工林有維管束植物43種，分屬22科41屬；(2)喬木層、灌木層和草本層的的香農(nóng)威納指數(shù)分別為2.71、1.52和2.69；(3)其群落垂直結構明顯，可分為喬木層Ⅰ層、喬木層Ⅱ?qū)?、灌木層和草本?層；(4)加勒比松人工林群落的物種豐富度和喬灌層的多樣性指數(shù)低于天然次生林，而群落垂直結構較天然次生林復雜。

西雙版納；加勒比松；人工林；群落特征

加勒比松(Pinuscaribaea) 是熱帶低地速生的針葉樹種，原產(chǎn)于中美洲及加勒比海諸島，因其耐旱耐瘠、適應性強，具多種利用價值，在世界熱帶及亞熱帶地區(qū)廣為引種[1]。我國自20世紀60年代開始有計劃地引進加勒比松，先后引進古巴加勒比松(Pinuscaribaeavar.caribaea)、洪都拉斯加勒比松(Pinuscaribaeavar.houdurensis)和巴哈馬加勒比松(Pinuscaribaeavar.bahamensis)。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，目前加勒比松已成為我國熱帶地區(qū)重要的紙漿材和用材樹種[2]。云南省最早于1975年在南部的西雙版納州勐侖鎮(zhèn)引種加勒比松[3]，云南省林業(yè)科學院于1983年在普文試驗林場營建加勒比松試驗林。目前，國內(nèi)關于加勒比松的研究主要集中于引種馴化、遺傳改良、雜交育種、栽培技術、擴繁技術等方面[4-9]，而關于引種人工林群落學的研究還未見報道。為此，選擇云南西雙版納進入成熟期的加勒比松人工林為研究對象，并與天然次生林進行對比，旨在完善云南熱區(qū)人工林生態(tài)系統(tǒng)的基礎資料，為云南熱區(qū)人工林的可持續(xù)經(jīng)營提供科學依據(jù)。

1 研究地概況

研究地位于云南省西雙版納州景洪市普文實驗林場(22°25′～22°26′ N，101°04′～101°06′ E，海拔800 m～1 354 m)。地帶性植被為山地雨林、溝谷雨林和季風常綠闊葉林等[10,11]。氣候?qū)贌釒П本壖撅L氣候類型。一年之中受濕潤的西南季風和干暖的西風南支急流交替控制，半年為雨季，半年為干季。年平均氣溫20.1℃，≥10℃積溫7 459℃，最冷月(1月)均溫13.9℃。按云南省農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，恰處于南亞熱帶南緣與北熱帶的交界帶上。年降水量1 655.3 mm，5月～10月為雨季，降水量占全年的86%，11月～次年4月為干季，但最少月降水量均在20 mm以上。冬春多霧，可以緩解干旱，霧日年均145.5日。土壤為在砂頁巖上發(fā)育的赤紅壤，在低山及緩丘土層較厚，均在1 m以上，土壤pH值4.3～6.3[12]。

2 研究方法

2.1 研究對象

研究對象為古巴加勒比松人工林，為1983年在季風常綠闊葉林砍伐跡地上種植的引種試驗林，定植株行距為2 m×3 m，2014年調(diào)查時保存密度為1 232株·hm-2，平均胸徑21.9 cm，平均樹高18.5 m。為了便以比較，選擇加勒比松人工林邊上同期砍伐后自然更新的以水錦樹(Wendlandiauvariifolia)、短刺栲(Castanopsisechidnocarpa)、中平樹(Macarangadenticulata)為主要成分的次生林為研究對象，次生林中胸徑大于5 cm植株的密度為每公頃850株·hm-2，平均胸徑6.8 cm，平均樹高7.2 m，出材率較低。

2.2 調(diào)查方法

采用樣方法進行調(diào)查。在兩種林分類型中選擇較為典型的地段各設立3個20 m×20 m代表性樣方，在樣方內(nèi)進行調(diào)查。喬木層按20 m×20 m的樣方調(diào)查，在喬木樣方的四角和中央共布設5個5 m×5 m的灌木樣方，在每個灌木樣方中設置1個1 m×1 m草本樣方。分別調(diào)查喬、灌、草層的維管束植物種類、數(shù)量、高度、蓋度。藤本植物在喬木樣方中調(diào)查種類和數(shù)量。統(tǒng)計每種類型林分的物種豐富度，計算群落的Shannon-Wiener指數(shù)等。具體計算方法如下：

a．物種豐富度(S)：樣方中所有的物種數(shù)量

b．Shannon-Wiener指數(shù)(H′)

式中：Pi為種i的重要值；ni為樣地中某個層次第i個物種的個體數(shù)；N為該層次所有物種個體數(shù)之和。

3 結果與分析

3.1 群落的物種組成

在西雙版納州景洪市普文鎮(zhèn)，季風常綠闊葉林的采伐跡地經(jīng)30 a的天然更新，出現(xiàn)了較為豐富的物種，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，次生林群落中共出現(xiàn)維管束植物57種，分屬30科55屬。其中喬木植物27種，灌木植物11種，草本植物14種，層間植物5種。相較于天然次生林，雖然加勒比松人工林群落物種數(shù)量小于次生林，但不同于一般人工林物種組成較為簡單的特點，近熟的加勒比松人工林植物組成已趨向復雜，除人工種植的加勒比松外，天然更新出較多的物種，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，群落中共出現(xiàn)維管束植物43種，分屬22科41屬。其中，喬木植物19種，灌木植物5種，草本植物16種，層間植物3種，表現(xiàn)出了豐富的物種組成(表1)。

表1 不同群落植物物種組成情況

3.2 群落的物種多樣性特點

多樣性指數(shù)是反映群落物種多樣性的重要參數(shù)?；谌郝涞臄?shù)據(jù)進行多樣性指數(shù)的計算，加勒比松人工林群落和天然次生林群落的香農(nóng)威納多樣性指數(shù)見表2。加勒比松人工林群落喬木層和灌木層的香農(nóng)威納指數(shù)均低于天然次生林，說明加勒比松人工林喬木層和灌木層的物種多樣性較天然次生林低；加勒比松人工林草本層的香農(nóng)威納指數(shù)為2.69，較天然次生林群落草本層高，這可能與林分的郁閉度有一定的關系，加勒比松人工林有部分植株由于蟲害而枯倒，郁閉度較次生林低，可照射到地面的光資源相對豐富，草本植物更新相對較多。

表2 不同群落Shannon-Wiener指數(shù)

3.3 群落的結構特征

天然次生林群落結構可以分為喬木層、灌木層和草本層3層。喬木層高度7 m～9 m，較為整齊，內(nèi)部分層不明顯，但物種豐富度較高，主要優(yōu)勢樹種為短刺栲(Castanopsisechidnocarpa)、銀葉栲(Castanopsisargyrophylla)、水錦樹(Wendlandiauvariifolia)、云南黃杞(Engelhardtiaspicata)、山黃麻(Trematomentosa)、中平樹(Macarangadenticulata)等。灌木層高度高度約2m，蓋度30%～40%，主要由密花樹Rapaneaneriifolia、毛葉算盤子Glochidionhirsutum、玉葉金花Mussaendasimpliciloba、銀葉巴豆Crotoncascarilloides、豬肚木Canthiumhorridum、地桃花Urenalobata和喬木層的幼苗、幼樹組成。草本層蓋度40%～50%。主要由腫柄菊Tithoniadiversifolia、飛機草Chromolaenaodoratum、紫莖澤蘭Ageratinaadenophora、斑鳩菊Vernoniaesculenta、海金沙Lygodiumjaponicum、雙花耳草Hedyotisbiflora、閉鞘姜Costusspeciosus等構成。層間植物有桐葉千金藤Stephaniahernandifolia、白花酸藤子Embeliaribes、黃獨Dioscoreabulbifera、粉背菝葜Smilaxhypoglauca、橢圓懸鉤子Rubusellipticus等。

相較于天然次生林，加勒比松人工林外貌較為整齊，群落結構調(diào)查發(fā)現(xiàn)，加勒比松人工林群落分層較為明顯，可初步分為喬木層Ⅰ層、喬木層Ⅱ?qū)印⒐嗄緦雍筒荼緦?層。其中喬木Ⅰ層為加勒比松，高度達19 m，喬木Ⅱ?qū)?，高? m～7 m，主要樹種為鹽膚木Rhuschinensis、崗柃Euryagroffii、紅木荷Schimawallichii、銀柴Aporusadioica、水錦樹、云南黃杞、山黃麻和余甘子Phyllanthusemblica等。灌木層物種較少，高度在3 m以下，蓋度20%～30%。主要有地桃花、密花樹Rapaneaneriifolia、毛葉算盤子、玉葉金花、葫蘆茶Tadehagitriquetrum和喬木層的幼苗、幼樹組成。草本層蓋度20%～30%。主要由飛機草、紫莖澤蘭、芒萁Dicranopterislinearis、斑鳩菊、海金沙、多花野牡丹Melastomaaffine、鳳尾蕨Pteriscretica、滇玉鳳花Habenariatienensis、山稗子Carexbaccans等構成。層間植物有白花酸藤子、粉背菝葜、桐葉千金藤Stephaniahernandifolia等。

4 結論與討論

對進入成熟期的加勒比松人工林的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，云南西雙版納加勒比松人工林中有維管束植物43種，分屬22科41屬，其中喬木植物19種，灌木植物5種，草本植物16種，層間植物3種；群落喬木層、灌木層的香農(nóng)威納指數(shù)低于天然次生林低，而草本層的香農(nóng)威納指數(shù)高于天然次生林；加勒比松人工林外貌較為整齊，垂直結構明顯，可分為喬木層Ⅰ層、喬木層Ⅱ?qū)?、灌木層和草本?層。

林分的群落特征是一個動態(tài)的過程，植被處于不同演替階段，其群落的物種組成、多樣性指數(shù)、群落結構等特征都不相同。長久以來，人工林都是以最大程度獲取木材產(chǎn)品為目的的，對其群落特征以及變化的關注較為欠缺，而對進入成熟期人工林群落的研究則更為稀少，加勒比松人工林在進入成熟期后，群落物種在科的組成上與天然更新的次生林呈現(xiàn)出一定的相似性和趨同性，在群落垂直結構上，較次生林結構更為復雜，說明人工林在植被恢復上較自然更新的次生林有一定的優(yōu)勢。

[1] 梁坤南,周文龍.加勒比松在海南島東部及西北部的早期表現(xiàn)[J].林業(yè)科學研究,1991,4(4)：374～379．

[2] 鄭勇奇.加勒比松雜交育種現(xiàn)狀及發(fā)展對策的探討[J].林業(yè)科學研究,2003,16(1)：110～116．

[3] 馬信祥.七種松樹引種適應性的初步觀察[J].熱帶植物研究,1984(26):46～50．

[4] 王豁然,王琦.中國引種加勒比松Ⅰ.引種與遺傳改良[J]. 林業(yè)科學研究,1996,9(6):68～75．

[5] 羅方書,皮文林,萬國華,等.加勒比松地理種源試驗[J].云南植物研究,1992,14(3):301～306．

[6] 趙奮成,李憲政,張應中,等.濕地松與洪都拉斯加勒比松的雜交效果分析[J].林業(yè)科學研究,2006,19(4):409～415．

[7] 周世均,李立華.加勒比松與濕地松雜交育種研究進展[J].林業(yè)科技,2006,31(2):13,33．

[8] 王豁然,王琦.中國引種加勒比松 Ⅱ.培育與發(fā)展?jié)摿J].林業(yè)科學研究,1997,10(1):80～85．

[9] 張川紅,鄭勇奇. 加勒比松及其雜種的無性繁殖[J].世界林業(yè)研究,2001,14(5):14～20．

[10] 王達明.西雙版納普文試驗林場自然條件[A].云南省林業(yè)科學院.熱區(qū)造林樹種研究論文集[C].昆明:云南 科技出版社,1996．

[11] 曾覺民.西雙版納普文的山地雨林及其生態(tài)演替[J].云南林業(yè)科技,2002(4): 11～16．

[12] 王達明.西雙版納普文林場熱帶雨林恢復的實踐[J].西部林業(yè)科學，2010,39(4):34～38．

A Study of Community Characteristics of the Pinus caribaea plantation in Xishuangbanna

ZHANG Kuai-fu1CHEN Shao-an XU Lin-hong ZHONG Ping CHEN Wei1,2

(1.Yunnan Academy of Forestry,Kunming 650201,China; 2. Yunnan Provincial key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants，Kunming 650201,China)

Community characteristics of thePinuscaribaeaplantation was investigated by using the plot sampling method in Xishuangbanna.The results showed that: (1) there were 43 species of vascular plants belonging to 41 genera and 22 families in thePinuscaribaeaplantation;(2)Shanon-Weiner indexes of its tree layer,shrub layer and herb layer were 2.71,1.52 and 2.69 respectively;(3) The vertical structure of the community could be divided into tree layer Ⅰ,tree layer Ⅱ ,shrub layer and herb layer clearly;(4) Species richness and diversity index of tree layer and shrub layer were all lower than those of natural secondary forest,while its vertical structure was more complex as compared with the secondary forest.

Xishuangbanna,Pinuscaribaea,Plantation,Community characteristics

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.01.022

2016-12-12

云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點實驗室自主創(chuàng)新項目(ZZCX2016-04)資助。

張快富(1976-)，男，哈尼族，云南墨江人，云南省林業(yè)科學院助理工程師。主要從事森林培育研究。

陳偉(1982-)，男，哈尼族，云南寧洱人，云南省林業(yè)科學院助理研究員，主要從事森林培育研究，E-mail：chenwei176@126.com。

S718.54+2

A

1003-5508(2017)01-0087-03