萬人歡林場(chǎng)次生林林下植被物種豐富度與植物多樣性淺析

李文艷，趙桂祎(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院新江實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，黑龍江 齊齊哈爾 161057)

萬人歡林場(chǎng)次生林林下植被物種豐富度與植物多樣性淺析

李文艷，趙桂祎
(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院新江實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，黑龍江 齊齊哈爾 161057)

通過對(duì)萬人歡林場(chǎng)不同經(jīng)營(yíng)類型次生林林下物種豐富度與多樣性的差異進(jìn)行的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：以硬闊混交林為例，經(jīng)撫育后的硬闊混交林Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)分別為1.92、3.85、0.62、0.67；未撫育的林分分別為0.88、0.92、0.63、0.46，無論是從物種豐富度還是多樣性來說，撫育后的林分，明顯高于未撫育林分。但軟闊混交林各項(xiàng)數(shù)值差別不大，最有可能的原因是海拔高度影響生物多樣性。

萬人歡林場(chǎng)；次生林；物種豐富度；生物多樣性；經(jīng)營(yíng)類型

1 研究地概況

賓縣萬人歡林場(chǎng)建于1959年，位于賓縣東部。場(chǎng)址距縣城約45 km，其地理坐標(biāo)為128°04′29″—128°19′13″ E，45°44′20″—45°57′18″ N。該場(chǎng)東部與方正縣交界，北部緊鄰松花江與木蘭縣隔江相望，南部是太平山林場(chǎng)施業(yè)區(qū)，西面與勝利林場(chǎng)相連。山脈大致走向?yàn)槲鞅?東南走向，山體海拔多在100～300 m，地貌表現(xiàn)出明顯的成層性。林分多數(shù)為硬闊混交林，土壤類型為暗棕壤。林場(chǎng)總經(jīng)營(yíng)面積18 513 hm2,其中林業(yè)用地18 468 hm2,有林地14 169 hm2,疏林4 hm2,灌木林7 hm2；未成林造林地面積71 hm2,宜林兩荒3 hm2；輔助生產(chǎn)用地4 209 hm2,苗圃5 hm2,非林地45 hm2。

2 研究方法

采用查閱歷史資料與野外調(diào)查相結(jié)合，把自然地理與自然環(huán)境，植被與植物種質(zhì)資源，森林動(dòng)態(tài)資源與現(xiàn)狀，樣地信息進(jìn)行匯總與整理。利用Excel計(jì)算分析。

2.1 野外調(diào)查

2.1.1 樣地設(shè)置 設(shè)置樣地面積為2 500 m2，用米繩將標(biāo)準(zhǔn)地用網(wǎng)格等分，并按順序編號(hào)。

2.1.2 調(diào)查方法 植被調(diào)查為對(duì)角線法，即在樣地內(nèi)沿對(duì)角線調(diào)查每個(gè)樣方內(nèi)全面調(diào)查全部植被的植物名稱，平均高，多度，蓋度。

2.1.3 樣方設(shè)置 首先，利用網(wǎng)格法將樣地均勻劃分為10 m×10 m的小樣方25個(gè)，如圖1所示，對(duì)進(jìn)行標(biāo)注的小樣方進(jìn)行調(diào)查。

⑤④③②①

圖1 植被資源調(diào)查小樣方設(shè)置圖

3 結(jié)果與分析

3.1 重要值分析

重要值作為研究某個(gè)種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)，在植物群落研究中應(yīng)用廣泛，是相對(duì)密度、相對(duì)頻度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度的總和，其值一般介于0～300之間。

重要值= ( 相對(duì)頻度+相對(duì)高度+相對(duì)蓋度) /3

相對(duì)頻度= ( 某種的頻度/所有種的頻度和) ×100%

相對(duì)高度= ( 某種的高度/所有種的高度和) ×100%

相對(duì)蓋度= ( 某種的蓋度/所有種的蓋度和) ×100%

表1 針闊混交林草本層重要值

經(jīng)營(yíng)措施種名相對(duì)多度/%相對(duì)蓋度/%相對(duì)頻度/%相對(duì)重要值/%針闊混交林(撫育)苔草65．430．415．437．1蕨0．20．73．81．6馬先蒿3．96．411．57．3小玉竹3．22．87．64．6鈴蘭6．32．611．56．8繁縷3．92．47．74．7山尖子0．51．193．81．8蚊子草8．922．87．613．1蹄蓋蕨3．96．03．84．6小葉章2．414．97．78．3茜草0．50．33．81．5野豌豆0．20．53．81．5窄葉蕁麻0．30．73．81．6野茴香0．20．23．81．4土三七0．23．63．82．5針闊混交林(未撫育)繁縷9．915．822．316．0蝙蝠葛5．815．822．314．6苔草72．144．722．346．3穿龍薯蕷9．818．422．316．8銀線草2．35．311．06．2

由表1可知，經(jīng)過撫育后的針闊混交林草本層種類組成明顯多于未撫育的針闊混交林，撫育林分草本層種類有15種，而未撫育林分草本層種類只有5種。在10 m×10 m樣方內(nèi)平均株數(shù)分別為128株和57株。未撫育林分中草本層植物大都喜陰。2個(gè)群落均以耐旱的旱生苔草屬植物為優(yōu)勢(shì)種，相對(duì)多度分別為65.4%和72.1%，相對(duì)蓋度分別為30.4%和44.7%，相對(duì)重要值分別為37.1%和46.3%。亞優(yōu)勢(shì)種為蚊子草和穿龍薯蕷，相對(duì)多度分別為8.9%和9.8%，相對(duì)蓋度分別為22.8%和18.4%，相對(duì)重要值分別為13.1%和16.8%。劣勢(shì)種為野茴香和銀線草，相對(duì)多度分別為0.2%和2.3%，相對(duì)蓋度分別為0.2%和5.3%，相對(duì)重要值分別為1.4%和6.2%。

由表2可知，硬闊混交林中草本層種類組成最多，經(jīng)撫育后的林分草本層種類多于未撫育林分，撫育后林分草本層種類為22種，而未撫育林分只有4種。2個(gè)群落中還是以苔草為主要優(yōu)勢(shì)種，相對(duì)多度分別為56.4%和71.4%，相對(duì)蓋度分別為34.0%和71.7%，相對(duì)重要值分別為33.9%和58.8%。亞優(yōu)勢(shì)種為玉竹和小玉竹，相對(duì)多度分別為4.1%和15.6%，相對(duì)蓋度分別為4.2%和15.2%，相對(duì)重要值為5.6%和21.4%。劣勢(shì)種為野大豆和穿龍薯蕷，相對(duì)多度分別為0.2%和5.2%，相對(duì)蓋度分別為0.3%和4.3%。相對(duì)重要值分別為1.1%和6.8%。

表2 硬闊混交林草本層重要值

在軟闊混交林中經(jīng)過撫育的林分草本層種類組成略多于未撫育的林分。草本層物種數(shù)差別不明顯，分別為11種和9種。優(yōu)勢(shì)種都為苔草，相對(duì)蓋度分別為41.9%和32.4%，相對(duì)多度分別為51.4%和44.9%，相對(duì)重要值分別為37.5%和32.4%。亞優(yōu)勢(shì)種為鴨跖草和蕨，相對(duì)多度分別為16.5%和20.0%。相對(duì)蓋度分別為9.1%和21.2%，相對(duì)重要值分別為15.6%和20.2%。劣勢(shì)種為林大戟和北重樓，相對(duì)多度分別為0.6%和2.8%，相對(duì)蓋度分別為1.3%和2.9%，相對(duì)重要值分別為1.9%和3.2%。

表3 軟闊混交林草本層重要值

未撫育林分的優(yōu)勢(shì)種、亞優(yōu)勢(shì)種、劣勢(shì)種的相對(duì)重要值都大于撫育后的林分，而根本原因是因?yàn)槲磽嵊址种械牟荼痉N類少，群落種類不多。因此在林分中顯得尤為重要。一般地說，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越小，抵抗力穩(wěn)定性就越低?？芍磽嵊址值牡挚沽Ψ€(wěn)定性差，但恢復(fù)力穩(wěn)定性強(qiáng)。

3.2 草本層多樣性指數(shù)計(jì)算

在對(duì)群落α 多樣性指數(shù)測(cè)定估計(jì)的過程中，為了綜合考慮，避免單一選取造成的不足，故選取Margalef物種豐富度指數(shù)Dma，Shannon—Wiener 多樣性指數(shù)H′，Simpson 多樣性指數(shù)Dsim，Pielou 均勻度指數(shù)Jsw。

Margalef物種豐富度指數(shù)Dma=(S-1)/lnN

Shannon—Wiener 多樣性指數(shù)H′=-∑PilnPi

Pielou均勻度指數(shù)Jsw=H′/lnS

以上Pi為種i的相對(duì)重要值,H′為Shannon-Wiener指數(shù)，S為樹種數(shù)。N為所有樹種的個(gè)體總數(shù)。

(1) 經(jīng)撫育后的硬闊混交林Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)分別為1.92、3.85、0.62、0.67。未撫育的林分分別為0.88、0.92、0.63、0.46。

(2) 軟闊混交林中各項(xiàng)指數(shù)差別不明顯，撫育后林分Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)分別為1.82、1.87、0.76、0.67。未經(jīng)撫育林分各項(xiàng)指數(shù)分別為1.63、1.60、0.74、0.73。

(3) 針闊混交林撫育后林分Shannon-Wiener指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)分別為1.37、2.89、0.50、0.55。未撫育的林分各項(xiàng)指數(shù)分別為0.94、0.98、0.59、0.46。

4 結(jié)論與討論

綜合分析上述不同林分類型和不同撫育程度使得草本層物種豐富度和多樣性產(chǎn)生差異。豐富度指數(shù)最高的林分為撫育后的硬闊混交林，最低為未撫育的硬闊混交林。總體來說草本層物種豐富度：硬闊混交林(撫育)>針闊混交林(撫育)>軟闊混交林(撫育)>軟闊混交(未撫育)>針闊混交林(未撫育)>硬闊混交林(未撫育)?？梢?，撫育后林分物種豐富度明顯優(yōu)于未撫育的林分。

Shannon-Wiener指數(shù)為硬闊混交林(撫育)>軟闊混交林(撫育)>針闊混交林(撫育)>軟闊混交林(未撫育)>針闊混交林>(未撫育)>硬闊混交林(未撫育)。

Simpson多樣性指數(shù)最高為未撫育軟闊混交林0.73，最低為未撫育針闊混交林和硬闊混交林0.46。Simpson多樣性指數(shù)=隨機(jī)取樣的兩個(gè)個(gè)體屬于不同種的概率，Simpson多樣性指數(shù)中稀有物種所起的作用較小，而普遍物種所起的作用較大。這種方法估計(jì)出的群落物種多樣性需要較多的樣本，Routledge(1980)指出如果樣本數(shù)少于30時(shí)，會(huì)造成過低的估計(jì)。

由此可見，森林合理的結(jié)構(gòu)更能保證草本層的物種豐富度和多樣性，林分的結(jié)構(gòu)化經(jīng)營(yíng)必然能提高物種豐富度與物種多樣性。

本研究顯示，各群落均勻性指數(shù)Pielou沒有一致的變化規(guī)律[1]。Pielou指數(shù)實(shí)際上是根據(jù)Shannon-Wiener指數(shù)來計(jì)算的，雖然它是從物種豐富度指數(shù)推算而來的，但它與物種多樣性指數(shù)之間并沒有明顯的相關(guān)關(guān)系，同樣與物種豐富度也沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。

撫育林分的豐富度與物種多樣性普遍高于未撫育林分，而軟闊混交林中Simpson多樣性指數(shù)卻出現(xiàn)反常，未撫育林分Simpson多樣性指數(shù)高于撫育林分，最可能原因是受海拔高度不同的影響而導(dǎo)致Simpson多樣性指數(shù)的異常，目前多數(shù)研究認(rèn)為，生態(tài)梯度影響物種多樣性的空間分布格局，其中海拔梯度對(duì)物種多樣性起決定性作用[2-4]。但山地森林群落物種多樣性沿海拔梯度的格局變化模式不同的研究者所得的結(jié)論不同，主要的變化模式如：植物群落物種多樣性與海拔高度呈負(fù)相關(guān)，即海拔高度升高，物種多樣性降低，很多研究都證實(shí)這一變化規(guī)律[5]；植物群落物種多樣性與海拔高度正相關(guān)，即海拔高度的升高，物種多樣性增加；而越來越多的研究表明，中間海拔高度膨脹的分布格局是物種多樣性與海拔關(guān)系最常見的分布形式。植物群落物種多樣性在中等海拔高度最大；也有人發(fā)現(xiàn)植物群落物種多樣性在中等海拔高度較低[6]。因此，在研究植物多樣性與海拔高度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮各方面的主要影響因子[7]。

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Species Richness and Plant Diversity of Undergrowth Vegetation in Wanrenhuan Forest Farm

Li Wenyan, Zhao Guiyi
(Xinjiang Experimental Forest Farm ,Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province,Qiqihar 161057,China)

Based on the experimental study on the differences in the richness and diversity for undergrowth species in secondary fores tunder different management classes in Wanrenhuan Forest Farm, result shows that Shannon-Wiener index of Margalef richness index, Pielou evenness index, Simpson diversity index of mixed forest of hardwood after tending is 1.92,3.85,0.62,0.67, respectively.The irrigated stands is 0.88, 0.92, 0.63 & 0.46 respectively. Whether it is from species richness or diversity, the number of tending trees is significantly higher than that without tending, but the difference is not significant; the most likely reason is that altitude affects biodiversity.

Wanrenhuan Forest Farm;secondary forest;species richness; biodiversity; management class

1005-5215(2017)06-0055-03

2017-03-06

李文艷(1967-)，女，黑龍江賓縣人，大專，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事營(yíng)林生產(chǎn)工作.

S71;S79；Q948.12+2.1

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.021