遼東地區(qū)紅松人工林不同間伐強度下生物多樣性研究

王仲凱

(遼寧省青山保護局，遼寧 沈陽 110000)

遼東地區(qū)紅松人工林不同間伐強度下生物多樣性研究

王仲凱

(遼寧省青山保護局，遼寧 沈陽 110000)

以遼東紅松人工林為對象，研究了不同間伐強度下該林型的生物多樣性。研究結(jié)果表明：間伐后，紅松人工林內(nèi)雙子葉植物的種類都大于單子葉植物，紅松人工林對照區(qū)中單子葉植物科的數(shù)量最小，其他3個區(qū)隨間伐強度增大單子葉植物科的數(shù)量增多。紅松人工林對照區(qū)的雙子葉植物屬數(shù)最?。蝗醵葏^(qū)、中度區(qū)、強度區(qū)三區(qū)隨間伐強度增大，屬數(shù)依次減小，但都高于對照區(qū)。蕨類植物在紅松人工林內(nèi)雖出現(xiàn)但數(shù)量很少。裸子植物在紅松人工林內(nèi)未出現(xiàn)。紅松人工林的草本多樣性以弱度區(qū)最高，弱度區(qū)與強度區(qū)相近。紅松的灌木多樣性差別不大。

間伐；紅松人工林；生物多樣性

1 研究方法

1.1 試驗地設(shè)置

利用遼寧省森林經(jīng)營研究所固定標準地進行不同營林措施效果研究，試驗地位于本溪縣草河口鎮(zhèn)苗圃前山。標準地設(shè)置情況如下：

該標準地為1957年營造的紅松純林，1985年設(shè)為間伐強度試驗固定標準地。間伐強度試驗設(shè)定包括對照區(qū)(保留株數(shù)2 070株·hm-2)、弱度間伐區(qū)(保留株數(shù)1 500株·hm-2)、中度間伐區(qū)(保留株數(shù)1 170株·hm-2)和強度間伐區(qū)(保留株數(shù)945株·hm-2)四塊標準地，每塊標準地面積均為1 000 m2，其林分調(diào)查因子見表1。

表1 紅松林林分調(diào)查因子

1.2 林下草本、木本植物調(diào)查及生物量測定

在標準地內(nèi)隨機布設(shè)3個1 m×1 m的小正方形地塊，在這些隨機布設(shè)的小正方形地塊內(nèi)調(diào)查草本植物的種類、數(shù)量和高度。同時在標準地內(nèi)隨機再布設(shè)3個2 m×2 m的小正方形地，記錄林下木本植物的種類、數(shù)量和高度，分別計算這些隨機布設(shè)的小正方形地塊內(nèi)的草本植物和木本植物的生物多樣性。包括重要值、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度。三塊小正方形地塊計算得出的平均值作為該標準地的調(diào)查指標。

2 不同間伐強度植物多樣性的研究

生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的核心生產(chǎn)力,是人類生存的條件,是經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著人類的影響,人工生態(tài)系統(tǒng)和人為控制的生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的研究和保護逐漸引起人們的關(guān)注。這些年來營造的一些人工林，在這些人工林郁閉以后影響了林下植物的生長,使該林分的生物多樣性有所減少，使該林分的生態(tài)系統(tǒng)不能健健康康地發(fā)展。所以研究人工林生物多樣性是十分有意義的。紅松人工林大多數(shù)是以中幼林為主，該林分的密度會很大，林木生長的不好，林下的植被長勢不良，生物多樣性會減少很多，林分林木質(zhì)量大多數(shù)都比較差，因此人工林的生態(tài)系統(tǒng)是非常脆弱的。森林群落物種多樣性的高低直接影響到群落的生態(tài)效益，物種多樣性好的森林群落，能形成非常穩(wěn)定并且合理有序的耗散結(jié)構(gòu)。物種多樣性在維持陸地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性中起到了重要作用，撫育間伐作為一種重要的森林栽培管理措施,不僅對樹木的生長創(chuàng)造良好的環(huán)境,提高樹木的質(zhì)量,并增加森林植物多樣性,以增加土壤中微生物的數(shù)量和種類,改善土壤理化性質(zhì)和交換性能,使生態(tài)功能實現(xiàn)穩(wěn)定和可持續(xù)的發(fā)展。不同經(jīng)營性的紅松人工林間伐強度，能產(chǎn)生高等植物物種多樣性的積極效應(yīng),促進地帶性頂極群落的形成。

2.1 不同間伐強度林下灌草群落組成

通過分析表2可以很容易地看出，不同撫育間伐強度的樣地內(nèi)部植物科、屬、種的組成中，雙子葉植物數(shù)量全部都高于單子葉植物數(shù)量。裸子植物在四塊樣地內(nèi)全都沒有出現(xiàn)過。蕨類植物除了對照區(qū)其他三區(qū)均有出現(xiàn)。單子葉植物在對照區(qū)中占總數(shù)目的28.57%，弱度區(qū)、中度區(qū)、強度區(qū)分別為11.76%、17.65%、18.75% 。雙子葉植物占總數(shù)的百分比依次為對照區(qū)71.43%、弱度區(qū)82.35%、中度區(qū)79.17%、強度區(qū)75%。由此數(shù)據(jù)可以看出對照區(qū)的雙子葉植物屬數(shù)量是四個區(qū)中最小的，弱度區(qū)、中度區(qū)、強度區(qū)三個區(qū)內(nèi)雙子葉植物屬數(shù)量隨著撫育間伐強度增大反而減小，但是三個區(qū)內(nèi)雙子葉植物屬數(shù)量全都高于對照區(qū)內(nèi)雙子葉植物屬數(shù)量。對數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析后得出，蕨類植物在撫育間伐強度不同的紅松人工林內(nèi)分布沒有特別明顯的規(guī)律可循。

表2 不同間伐強度下紅松林下植物科、屬、種組成

數(shù)據(jù)顯示紅松林內(nèi)灌木較少，撫育間伐強度區(qū)內(nèi)有4種主要植物，他們分別為黃波欏、繡線菊、南蛇藤和榆葉梅；撫育間伐中度區(qū)有3種主要植物，他們分別為花曲柳、山里紅、珍珠梅；撫育間伐弱度區(qū)有2種主要植物，他們分別為色木和衛(wèi)矛；撫育間伐對照區(qū)有2種主要植物，他們分別為,接骨木，色木。通過對表3數(shù)據(jù)的科學(xué)合理的分析可以得出以下結(jié)果：(1)撫育間伐對照區(qū)內(nèi)紅松人工林下草本的建群種類主要有2種，他們分別為球果堇菜和穿龍薯蕷。(2)撫育間伐弱度區(qū)內(nèi)紅松人工林下草本的建群種類主要有2種，他們分別為香茶菜和大葉芹。(3)撫育間伐中度區(qū)內(nèi)紅松人工林下草本的建群種類主要有2種，他們分別為黃精和山野豌豆。(4)撫育間伐強度區(qū)內(nèi)紅松人工林下草本的建群種類主要有2種，他們分別為香茶菜和蝙蝠葛。由此可以得出撫育間伐強度對紅松人工林下草本層的優(yōu)勢種群的影響很大。

表3 不同間伐強度下紅松林草本層物種相對重要值分布

2.2 不同間伐強度林下草本物種多樣性

通過對表4中數(shù)據(jù)科學(xué)合理的分析得出：不同的撫育間伐強度使紅松人工林內(nèi)葉面積指數(shù)有所變化，進而導(dǎo)致散射光條件不同。紅松人工林內(nèi)草本的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)隨散射光條件的不同，這兩個指數(shù)的波動幅度較大。同時紅松人工林內(nèi)草本的均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)隨散射光條件的不同，這兩個指數(shù)的波動幅度很小。紅松人工林內(nèi)草本多樣性Shanon指數(shù)，弱度區(qū)和強度區(qū)明顯高于對照區(qū)和中度區(qū)。紅松人工林內(nèi)草本的豐富度指數(shù)，弱度區(qū)明顯高于其他三區(qū)。紅松人工林內(nèi)草本優(yōu)勢度Simpson指數(shù)，弱度區(qū)高于其他三區(qū)，其變化是隨著散射光強度的增加逐漸減小。紅松人工林內(nèi)草本物種的均勻度變化，在各光照條件下變化不大。有以上分析可以得出，紅松人工林弱度區(qū)的植物多樣性、優(yōu)勢度、均勻度和豐富度各指標都比其他三區(qū)要好，植物多樣性也是四個區(qū)域內(nèi)最高的一個區(qū)。

表4 紅松林不同間伐強度下草本物種多樣性

2.3 不同間伐強度林下灌木物種多樣性

由表5知紅松純林內(nèi)不同間伐強度的多樣性差距不大。在紅松林下木本植物的多度很小，僅有極少的林下木本植物存在，在對照區(qū)樣地內(nèi)僅有榆葉梅和接骨木各1株，在弱度間伐區(qū)里僅有色木和衛(wèi)矛各1株，因此這兩個處理的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)都為1，優(yōu)勢度指數(shù)為0。在強度間伐區(qū)和中度間伐區(qū)里多樣性指數(shù)為1.089和1.228，且分布均勻，沒有明顯優(yōu)勢種。

表5 紅松林不同間伐強度下灌木物種多樣性

3 結(jié)論

間伐后，紅松人工林內(nèi)雙子葉植物種類都多于單子葉植物，紅松人工林對照區(qū)中單子葉植物科的數(shù)量最少，其他三個區(qū)隨間伐強度的增大單子葉植物科數(shù)增多。紅松人工林對照區(qū)雙子葉植物屬數(shù)最少；弱度區(qū)、中度區(qū)、強度區(qū)三區(qū)隨間伐強度增大，屬數(shù)依次減小，但都高于對照區(qū)。蕨類植物在紅松人工林內(nèi)雖出現(xiàn)但數(shù)量很少。裸子植物在紅松人工林內(nèi)未出現(xiàn)。紅松人工林的草本多樣性以弱度區(qū)最高，弱度區(qū)與強度區(qū)相近，灌木多樣性差別不大。

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Biodiversity ofPinuskoraiensisPlantations under Different Thinning Intensities in Eastern Liaoning Area

Wang Zhongkai

(Qingshan Protection Bureau, Liaoning Province, Shenyang 110000,China)

TakingPinuskoraiensisplantation in eastern Liaoning Province as research objects, the biological diversity of this forest type under different thinning intensities was studied. Result shows that the species of dicotyledonous plants inPinuskoraiensisplantations is larger than that in monocotyledonous plants; the number of monocotyledon species in the control area ofPinuskoraiensisplantation is the smallest;the number of monocotyledonous plantsincrease with the increase of thinning intensity in other three areas.The number of dicotyledonous plants in the control area ofPinuskoraiensisplantation is the smallest. The number decrease with the increase of thinning intensity in the weak zone, moderate area and strength zone,but the number are all higher than that of the control area.The ferns appear inPinuskoraiensisplantation, but the number is very small. Gymnosperms did not appear inPinuskoraiensisplantation. The herbaceous diversity ofPinuskoraiensisplantation is the highest in the weak zone, and the weak zone is similar to the intensity zone. The diversity of shrubs is not significant.

thinning;Pinuskoraiensis; biodiversity

1005-5215(2017)08-0021-03

2017-06-08

王仲凱(1987-)，男，大學(xué)，碩士，主要從事林業(yè)管理方面研究.

S718

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.006