經(jīng)營密度對蒙古櫟次生林植物多樣性的影響

孫楠 邢亞娟

摘要： 以林口林業(yè)局紅石林場蒙古櫟次生林為研究對象，選取5個經(jīng)營密度對蒙古櫟次生林植物多樣性的影響進(jìn)行研究的結(jié)果表明：草本植物和灌木植物的種類隨著經(jīng)營密度的增大呈先增加后降低的趨勢；草本植物和灌木植物的密度、蓋度及平均高隨著經(jīng)營密度的增加而逐漸降低；經(jīng)營密度600株/hm2以下的林分，草本植物和灌木植物的群落復(fù)雜程度高，物種個體分配均勻；600株/hm2的林分天然林下更新的種類和株數(shù)最多，平均高隨著經(jīng)營密度的增大而降低，建議蒙古櫟次生林成熟林的合適經(jīng)營密度為600株/hm2。

關(guān)鍵詞： 經(jīng)營密度； 次生林； 蒙古櫟； 植物多樣性

中圖分類號： S 756. 4， S 758. 5 + 8， S 792. 186 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

蒙古櫟（Quercus mongolica）是第三紀(jì)孑遺植物，是我國30個主要工業(yè)用材樹種之一，在我國東北林區(qū)約占有林地面積的15%～20%[ 1 - 4 ]。多數(shù)該類型林分土壤貧瘠，樹種組成單一，林木生長緩慢，林分蓄積量低[ 5 ， 6 ]。以往的次生林經(jīng)營沒有對蒙古櫟產(chǎn)生足夠的重視，以至于形成林分生產(chǎn)率低，林木干材質(zhì)量差等問題，隨著次生林可采資源的枯竭和木材需求不斷增長矛盾的激化，迫切需要對蒙古櫟次生林經(jīng)營優(yōu)化經(jīng)營，達(dá)到提高木材產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。合理的經(jīng)營密度不僅能夠提高林分的穩(wěn)定性，而且也能夠提高林分的植物多樣性，本研究以成熟林蒙古櫟次生林為研究對象，通過長期定位研究不同經(jīng)營密度對蒙古櫟次生林植物多樣性的影響，旨在為促進(jìn)森林更新和加速林木生長、維持和恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)蒙古櫟次生林搞笑、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的經(jīng)營管理和可持續(xù)提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域設(shè)置在黑龍江省林口林業(yè)局，位于黑龍江省東南部，地處完達(dá)山脈佛爺嶺以南的大小鍋盔山區(qū)，施業(yè)區(qū)總面積27.3萬hm2，跨林口、海林、勃利三縣（市）。境內(nèi)大部分屬山區(qū)，山多林密，江河縱橫。地勢四周高，中間低，西部山勢險峻，東部漸趨平緩。境內(nèi)有牡丹江和穆棱河兩條水系，共有主要河流104條。林口林業(yè)局屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，處于西風(fēng)環(huán)流控制下，季節(jié)顯著，四季分明。春秋季短，氣候多變；夏季溫?zé)岫嘤?；冬季漫長，寒冷干燥。山區(qū)局部小氣候比較明顯。主要林木有紅松、白松、樟子松、落葉松、云杉、冷杉、胡桃、水曲柳、榆樹、楊樹、樺樹、椴樹、柞樹、桑樹等。

2 研究方法

試驗(yàn)地設(shè)置在林口林業(yè)局紅石林場蒙古櫟次生林，林齡65年，設(shè)置5個經(jīng)營密度（400、500、600、900、1 600株/hm2），面積約40 hm2，每個密度設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地3塊，合計(jì)15塊。2016年7月份對不同經(jīng)營密度蒙古櫟次生林的植物多樣性進(jìn)行調(diào)查，選擇固定標(biāo)準(zhǔn)地的4角和中心的位置設(shè)置5個2 m×2 m的樣方，調(diào)查樣方內(nèi)草本的種名、個體數(shù)（叢數(shù)）、高度、蓋度，調(diào)查灌木的種類、數(shù)量、高度，將喬木幼苗統(tǒng)計(jì)為林下更新。植物多樣性的分析采用物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)[7]。

3 結(jié)果與分析

3. 1 物種豐富度

林口林業(yè)局紅石林場蒙古櫟次生林林下草本植物共有48種，灌木植物9種。5個經(jīng)營密度中草本植物和灌木植物的種類數(shù)呈拋物線分布（y=-0.928 6x2+

4.071 4x+16.2，R2=0.654 8；y=-0.142 9x2+ 0.257 1x+

6.2，R2=0.747 3），500株/hm2的林分草本植物和灌木植物的種類最多（24種和7種），較種類最少的1 600株/hm2林分高出71.43%和75%。

3. 2 林下物種密度、蓋度、平均高的影響

對不同經(jīng)營密度下蒙古櫟次生林的物種密度、蓋度和平均高進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果（表2）顯示：經(jīng)營密度越小的林分（400、500株/hm2），草本植物密度越高（13.51株/hm2），蓋度越大（38.18%），平均高越高（53.52 cm），灌木植物的密度越大（2.69株/hm2），平均高越?。?6.95 cm）。隨著經(jīng)營密度的增加，林分中草本植物的密度、蓋度及平均高逐漸降低，灌木植物的密度降低，平均高增大。

3. 3 植物重要值

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)草本植物主要有蕁麻、問荊、升麻、水金鳳、小葉芹、白屈菜、鐵線蓮、花荵、牡蒿、唐松草、蹄蓋蕨、野大豆、山黧豆、萎葉香茶菜、烏頭、北重樓、鹿蹄草、鈴蘭、露珠草、玉竹、蒼術(shù)、蚊子草、山尖子、茜草、萎菱菜、山芍藥等（表3）。其中，問荊在經(jīng)營密度400、500、1 600株/hm2的林分都占有較大重要值，而在600株/hm2和900株/hm2的林分卻沒有發(fā)現(xiàn)該草本，鈴蘭和露珠草、白屈菜和蕁麻的重要值比較大。灌木植物主要有鼠李、胡枝子、榛子、刺五加、山梅花、山葡萄、衛(wèi)矛、珍珠梅、刺梅。其中，鼠李、胡枝子、榛子是所有林分都有的灌木種類，三種灌木的重要值合計(jì)按照從大到小的順序?yàn)椋? 600株/hm2（93.34%）>600株/hm2（88.55%）>900株/hm2（79.84%）>400株/hm2（67.49%）>500株/hm2（44.70%）。

3. 4 林下植物多樣性

對不同經(jīng)營密度蒙古櫟次生林林分草本植物和灌木植物的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果（表4）表明：經(jīng)營密度400株/hm2的林分，草本植物的Simpson多樣性指數(shù)、 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Alatalo均勻度指數(shù)均最高，說明該經(jīng)營密度下草本植物的群落多樣性較好，物種個體分配比較均勻；經(jīng)營密度500株/hm2的林分，灌木植物的Simpson多樣性指數(shù)、 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Alatalo均勻度指數(shù)均最高，說明該經(jīng)營密度下灌木植物的群落復(fù)雜程度較高，物種個體分配比較均勻。

3. 5 經(jīng)營密度對林下天然更新的影響

對不同經(jīng)營密度蒙古櫟次生林林下天然更新苗木的種類、株數(shù)和平均高進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果（表5）顯示：林下天然更新的樹種為7種，分別是椴樹、胡桃楸、山槐、青楷槭、五角槭、柞樹、榆樹。經(jīng)營密度小的林分（400、500、600株/hm2），林下天然更新的樹種數(shù)在兩種以上，天然更新密度在2 500株/hm2以上，600株/hm2的林分林下更新達(dá)到了23 750株。密度大的林分樹種數(shù)降低，密度為1 600株/hm2的林分林下更新沒有，說明蒙古櫟次生林的經(jīng)營密度達(dá)到一定值時，由于郁閉度過大，陽光不充足等原因造成林下天然更新困難。天然更新的平均高隨著經(jīng)營密度的增大而降低，最高達(dá)到了143.50 cm，說明陽光充足有利于林下更新的生長。

4 結(jié)論與討論

4. 1 蒙古櫟次生林5個經(jīng)營密度的林分，草本植物和灌木植物的種類數(shù)呈先增加后降低的拋物線分布；草本植物的密度、蓋度及平均高隨著經(jīng)營密度的增加而逐漸降低；經(jīng)營密度小的林分（400株/hm2和500株/hm2），草本植物和灌木植物的群落復(fù)雜程度較高，物種個體分配比較均勻；600株/hm2的林分天然林下更新的種類和株數(shù)最多，平均高隨著經(jīng)營密度的增大而降低。

4. 2 造成上述結(jié)論的原因是：蒙古櫟次生林生長在土壤比較貧瘠、坡度較大的立地條件較差的環(huán)境中，經(jīng)營密度的增大，會嚴(yán)重影響林分的光照以及林下土壤微生物，進(jìn)而影響了林分草本植物、灌木植物及天然更新的生長。適當(dāng)?shù)慕?jīng)營密度能夠?yàn)樨S富植物多樣性提供適宜的溫度和濕度條件，并促進(jìn)林下天然更新的生長，由本研究中五個經(jīng)營密度植物多樣性的調(diào)查與分析初步得出，蒙古櫟次生林成熟林的合適經(jīng)營密度為600株/hm2。

參考文獻(xiàn)

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第1作者簡介： 孫楠（1981-）， 女， 博士， 副研究員， 研究方向： 森林經(jīng)理學(xué)、 森林培育學(xué)。

通訊作者： 邢亞娟（1969-）， 女， 博士， 研究員， 研究方向： 森林培育學(xué)、 林木遺傳育種學(xué)。

收稿日期： 2018 - 07 - 20

（責(zé)任編輯： 張亞楠）