不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)桉樹人工林下生物多樣性的影響

嚴(yán)宇航 溫遠(yuǎn)光

[摘 要]桉樹作為一種生長(zhǎng)快、產(chǎn)量大、收益高的經(jīng)濟(jì)樹種，在中國(guó)南方地區(qū)廣泛栽培。但是在栽培過(guò)程中，桉樹人工林下的生物多樣性遭到威脅，進(jìn)而降低林區(qū)土壤肥力和蓄水能力。文章通過(guò)設(shè)置不同經(jīng)營(yíng)模式，探討對(duì)桉樹人工林生物多樣性的影響。研究結(jié)果顯示，施肥、撫育或二者結(jié)合等措施能夠提升桉樹人工林生物多樣性，可為桉樹人工林科學(xué)經(jīng)營(yíng)方提供參考。

[關(guān)鍵詞]桉樹；人工林；生物多樣性；經(jīng)營(yíng)模式；撫育

[中圖分類號(hào)]S718.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

桉樹（Eucalyptus spp）原產(chǎn)地主要為澳大利亞，1950年引入中國(guó)進(jìn)行栽培，目前人工林面積高達(dá)5.4×106km2。由于桉樹適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、成材能力高和干型優(yōu)良，且具有廣泛的用途和極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此世界范圍內(nèi)廣泛引種栽培，中國(guó)南方也大力發(fā)展桉樹人工林。隨著桉樹使用價(jià)值的挖掘和用途的拓展，人工栽植面積不斷擴(kuò)大。但是由于桉樹造林樹種單一，極易造成林區(qū)土壤肥力和地下水位下降，進(jìn)一步導(dǎo)致林區(qū)內(nèi)生物多樣性降低，而生物多樣性減少又反過(guò)來(lái)加劇林區(qū)土壤肥力和地下水位下降，進(jìn)入惡性循環(huán)。因此，如何保障桉樹人工林下生物多樣性，提升林區(qū)土壤肥力和地下水位，促進(jìn)桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西憑祥市大青山林場(chǎng)內(nèi)（21°57?47"-22°19?27"N，106°39?50"-106°59?30"E）。場(chǎng)區(qū)處于南亞熱帶南緣，毗鄰北熱帶，為南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫21.5℃，年降雨1400mm，相對(duì)濕度80%-84%，場(chǎng)區(qū)內(nèi)土壤為酸性磚紅壤，土層厚度為0.5-1m，植被豐富。由于大青山林場(chǎng)具有天然優(yōu)勢(shì)，成為桉樹人工林培育和研究的重要場(chǎng)地。

1.2 材料與方法

1.2.1 模式選擇

本研究根據(jù)桉樹人工林培育實(shí)際狀況，將經(jīng)營(yíng)模式分為四種，分別為高度經(jīng)營(yíng)模式（施肥撫育）、中度經(jīng)營(yíng)模式（施肥）、低度經(jīng)營(yíng)模式（撫育）及粗放經(jīng)營(yíng)模式（不施肥不撫育）。具體經(jīng)營(yíng)措施：施肥為造林時(shí)施用基肥300克，以后逐年追肥300g、400g和500g，共追肥3年；撫育為人工割灌、局部松土除草或噴施除草劑。高度經(jīng)營(yíng)模式為施基肥、追肥，同時(shí)進(jìn)行撫育；中度經(jīng)營(yíng)模式僅進(jìn)行施基肥、追肥；低度經(jīng)營(yíng)模式僅進(jìn)行施基肥和撫育；粗放經(jīng)營(yíng)模式則僅進(jìn)行施基肥。

1.2.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)四種經(jīng)營(yíng)模式將樣地分為四類，每類選取3塊樣地，共12塊樣地，每塊樣地面積20m×20m。同時(shí)，在每塊樣地中，分別設(shè)置4個(gè)10 m×10 m樣方，用于喬木調(diào)查。再將每個(gè)樣方劃分成4個(gè)5 m×5 m小樣方，用于灌木和草本調(diào)查。調(diào)查時(shí)間為2017年6月-8月，對(duì)樣方內(nèi)的喬木、灌木、草本進(jìn)行全面記錄，記錄物種名稱、數(shù)量等數(shù)據(jù)。

1.2.3 生物多樣性測(cè)度及統(tǒng)計(jì)分析

由于物種多樣性涵蓋范圍較廣，為了減少工作量同時(shí)又能夠反映物種多樣性，本研究主要對(duì)桉樹人工林下植物物種的多樣性進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量指標(biāo)包括物種重要值（IV）、Simpson豐富度指數(shù)（D）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）及Pielou均勻度指數(shù)（J），測(cè)量方法主要參考宋啟亮與龍愛(ài)國(guó)等的研究。采集的數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel2016、SPSS22.0進(jìn)行處理，并進(jìn)行方差分析與差異顯著性檢驗(yàn)（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)物種種類的影響

桉樹人工林下物種豐富，在桉樹人工林下共出現(xiàn)54種，其中，高度、中度、低度和粗放經(jīng)營(yíng)模式中桉樹人工林下分別出現(xiàn)植物物種48種、39種、46種和34種。可以看出，低度經(jīng)營(yíng)和高度經(jīng)營(yíng)物種數(shù)量最多，可能因?yàn)槎叨疾捎昧藫嵊ǜ罟喑菟赏粒┐胧?，減少了物種間競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)了土壤內(nèi)外物質(zhì)交換和土壤營(yíng)養(yǎng)吸收。粗放經(jīng)營(yíng)桉樹林下物種最少，可能因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行追肥和撫育，致使林內(nèi)優(yōu)勢(shì)物種強(qiáng)勢(shì)生長(zhǎng)，其他物種生長(zhǎng)受到抑制。而中度經(jīng)營(yíng)林下物種數(shù)量介于高度與粗放經(jīng)營(yíng)模式之間，可能因?yàn)橹徊扇∈┓识鴽](méi)有撫育，營(yíng)養(yǎng)充足的同時(shí)也助長(zhǎng)了優(yōu)勢(shì)物種的生長(zhǎng)。

從物種重要值分析數(shù)據(jù)來(lái)看，不同經(jīng)營(yíng)模式的桉樹林人工林下優(yōu)勢(shì)物種及其重要值不同，其中，高度經(jīng)營(yíng)模式林下的優(yōu)勢(shì)物種為黃荊（70.2）、懸鉤子（46.4），中度經(jīng)營(yíng)模式林下的優(yōu)勢(shì)物種為金櫻子（58.4）、懸鉤子（35.2），低度經(jīng)營(yíng)模式林下的優(yōu)勢(shì)物種為黃荊（92.1）、山莓（33.7），而粗放經(jīng)營(yíng)模式林下的優(yōu)勢(shì)物種為構(gòu)樹（78.3）、小桉樹（45.8），括號(hào)內(nèi)為優(yōu)勢(shì)種的重要值?？梢钥闯?，在所有經(jīng)營(yíng)模式的桉樹人工林中，黃荊的重要值最高，懸鉤子重要性出現(xiàn)次數(shù)最多，說(shuō)明二者在該地區(qū)適應(yīng)性較強(qiáng)。同時(shí)，高度經(jīng)營(yíng)桉樹人工林中的植物較為發(fā)達(dá)，這可能與土壤肥力及林分密度有關(guān)。

2.2 不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)物種多樣性的影響

通過(guò)對(duì)四種不同經(jīng)營(yíng)模式的桉樹人工林下生物多樣性調(diào)查，結(jié)果顯示，不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)桉樹人工林下生物多樣性影響不同，生物多樣性指數(shù)間存在較大差異。具體而言，Simpson豐富度指數(shù)表現(xiàn)為：低度經(jīng)營(yíng)（0.86）>高度經(jīng)營(yíng)（0.82）>中等經(jīng)營(yíng)（0.71）>粗放經(jīng)營(yíng)（0.66）；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表現(xiàn)為：低度經(jīng)營(yíng)（3.04）>高度經(jīng)營(yíng)（3.02）>中等經(jīng)營(yíng)（2.74）>粗放經(jīng)營(yíng)（2.38）；Pielou均勻度指數(shù)表現(xiàn)為：高度經(jīng)營(yíng)（1.24）=中等經(jīng)營(yíng)（1.24）>低度經(jīng)營(yíng)（1.21）>粗放經(jīng)營(yíng)（1.16）。同時(shí)，經(jīng)方差分析，四種不同經(jīng)營(yíng)模式的桉樹人工林生物多樣性指數(shù)間的差異均達(dá)到顯著水平（P﹤0.05）。從上述數(shù)據(jù)可以看出，低度經(jīng)營(yíng)模式中的桉樹人工林地物種Simpson豐富度指數(shù)與Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高，高度經(jīng)營(yíng)模式次之，中度經(jīng)營(yíng)模式再次，而粗放經(jīng)營(yíng)模式最低。采取撫育措施的低度和高度經(jīng)營(yíng)模式的桉樹人工林下物種豐富度和多樣性較高，這可能由于撫育措施降低了植物間競(jìng)爭(zhēng)。粗放經(jīng)營(yíng)模式桉樹林下物種分布稀疏，可能是灌草競(jìng)爭(zhēng)大、土壤肥力差導(dǎo)致。而中度經(jīng)營(yíng)模式采取了追肥措施，促進(jìn)了周圍植物的生產(chǎn)，提高了林下的物種多樣性。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)桉樹人工林不同經(jīng)營(yíng)模式的林下生物多樣性調(diào)查研究，得出兩個(gè)結(jié)論：第一，不同經(jīng)營(yíng)模式能夠顯著影響桉樹人工林下物種的多樣性，同時(shí)對(duì)林下優(yōu)勢(shì)物種產(chǎn)生顯著影響；第二，通過(guò)施肥、撫育或二者結(jié)合能夠提升桉樹人工林下物種多樣性，并且撫育措施較施肥措施效果更好。

因此，在桉樹人工林培育過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)通過(guò)施肥、撫育或二者相結(jié)合的方式，提升土壤肥力，提高林下生物多樣性，改善林區(qū)水土流失狀況。對(duì)于粗放型經(jīng)營(yíng)的桉樹人工林來(lái)說(shuō)，采取施肥措施時(shí)，雖然能夠直接增加土壤肥力、改變土壤資源，促進(jìn)桉樹生長(zhǎng)及其他植物生長(zhǎng)，提高物種多樣性。但是，所施肥力的效果有限，且低于采取撫育措施或采取施肥撫育結(jié)合措施時(shí)的效果，對(duì)此，施肥的同時(shí)應(yīng)結(jié)合撫育（松土除草割灌）。采取松土除草措施時(shí)，可以改善林地土壤條件，促使桉樹及其他植物吸收土壤養(yǎng)分，提高植物豐富度的同時(shí)也加速桉樹成材[6]。采取定期割灌措施時(shí)，可以增加近地植物的采光率、改善林分質(zhì)量，還可以緩解種群競(jìng)爭(zhēng)壓力，增加林地物種多樣性及穩(wěn)定性。所以，在桉樹林經(jīng)營(yíng)管理中，采用撫育或撫育施肥相結(jié)合的經(jīng)營(yíng)方式，提升物種多樣性，促進(jìn)桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展。

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