杉木純林與混交林林下植物多樣性分析

吳家星

（建寧縣林業(yè)局，福建 建寧 354500）

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對木材的需求量不斷上升，使得世界范圍內的天然林面積不斷下降，人工林開始增多。杉木是我國最重要的林種之一，具有生長較快、質量和產(chǎn)量較高的特點。但是，逐漸增加的杉木人工林會造成林地肥力降低、水土流失等。為了有效改善這些問題，研究林下植物的多樣性十分必要，可以有效改善林分結構，優(yōu)化種植區(qū)域土壤的理化特性，提升森林涵養(yǎng)水源的能力。另外，可以通過人工林的植物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)實施有效評價，從而為提升并改善植物的多樣性提供重要參考指標。所以，本文充分研究了杉木純林和混交林林下植物多樣性的相關內容，為人工林生態(tài)系統(tǒng)建設提供參考。

1 杉木混交林現(xiàn)狀

杉木主要分布在我國南方山區(qū)，隨著這些區(qū)域造林面積的逐漸增加，杉木純林越來越多且結構相對單一，使得森林群落的結構穩(wěn)定性和生產(chǎn)力不斷降低，引發(fā)了林區(qū)土壤肥力降低等問題，無法有效推動區(qū)域性林業(yè)的健康發(fā)展?；诖耍瑥?0世紀60年代開始，我國進行了杉木混交林方面的研究。從已獲研究成果中可知，杉木和闊葉樹形成的混交林具有良好的生態(tài)效果，不但能夠有效改善環(huán)境、提升土壤肥力，而且能夠增加森林系統(tǒng)的穩(wěn)定性［1］。對于人工林來說，林下植物的多樣性能夠有效促進林地養(yǎng)分的循環(huán)，已經(jīng)成為維持人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要標準。

2 研究地基本情況

本研究所在區(qū)域位于南方某區(qū)域低山丘陵地區(qū)，屬于亞熱帶海洋性季風氣候，海拔180～260 m。該區(qū)域具有較高的溫度和濕度（年平均濕度81%，年平均溫度在19℃左右），且降雨量相對較大（年平均降雨量1 668.3 mm）。此區(qū)域的土壤較肥沃，土層較厚，以山地紅壤為主。

研究過程中，主要采取相對均勻的林地進行造林，前茬以杉木純林為主，初植密度為2 500株/hm2。樣地的基本情況如表1所示。

表1 樣地概況

3 研究方法

3.1 樣地調查

采用樣方調查法，在4種林分類型中分別設置5個2 m×2 m小樣方，調查和記錄每種灌木和草本層，以及植物種類、高度、地徑、數(shù)量和覆蓋度［2］。

3.2 多樣性指標測度

選擇常用的物種多樣性測度指標，如物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)、物種優(yōu)勢度以及物種均勻度指數(shù)等［3］。

4 結果與分析

4.1 林下植物物種豐富度

物種豐富度指數(shù)能對物種多樣性作出具體數(shù)據(jù)分析，具體衡量出人工林灌木層、層間層和草本層的豐富度。表2為林下植物物種豐富度指數(shù)情況。從表2可以看出，灌木層物種豐富度指數(shù)最好的是杉木+榿木，指數(shù)高達1.888；杉木+鵝掌楸混交林層間層沒有物種分布，灌木層豐富度為0，表明該樹種種類較少；杉木純林灌木層的豐富度大于層間層和草本層，層間層豐富度較灌木層和草本層少。可見，混交林灌木層、層間層和草本層的豐富度較杉木純林低，但差異不顯著。

表2 林下植物物種豐富度指數(shù)

4.2 林下植物物種多樣性指數(shù)

林下植物Shannon-wienner指數(shù)見表3。杉木混交林出現(xiàn)灌木層、層間層和草本層的最大值分別為1.641、1.323和0.917。混交林灌木層Shannon-wiener指數(shù)大于草本層，杉木+榿木混交林灌木層、層間層高于杉木純林。可見，混交林與杉木純林相比，灌木層、層間層和草本層的豐富度指數(shù)值都低于杉木純林，但差異不顯著。

表3 林下植物Shannon-wienner指數(shù)

4.3 林下植物物種優(yōu)勢度指數(shù)

所謂的物種優(yōu)勢度，主要是指物種對于所在群落具有的影響，能夠充分體現(xiàn)物種在群落中的作用。一般情況下，物種優(yōu)勢值會隨著分布的不均勻性變化。不均勻性越大，優(yōu)勢值越大。表4為不同層間、不同物種的優(yōu)勢度指數(shù)情況。從表4可知，灌木層中的杉木+鵝掌揪的混交林具有最大的優(yōu)勢度指數(shù)（1.000），而在層間層中優(yōu)勢度指數(shù)最大的是杉木+楓香混交林（0.464），而杉木+鵝掌揪在層間層幾乎不會出現(xiàn)，但在灌木層的優(yōu)勢度指數(shù)卻高達1.000。因此，說明杉木+鵝掌揪在這里具有絕對的生長優(yōu)勢，比杉木純林的指數(shù)還高，同時這種優(yōu)勢會限制其他植物的生長。從草本層的數(shù)據(jù)來看，杉木+鵝掌揪混交林優(yōu)勢指數(shù)高達0.666，而杉木草本層的優(yōu)勢并不明顯。綜合來看，草本層和灌木層優(yōu)勢最大的是杉木+鵝掌揪，層間層優(yōu)勢最大的是杉木+楓香。

表4 林下物種優(yōu)勢度指數(shù)

4.4 林下植物物種均勻度指數(shù)

物種均勻度指數(shù)用于測量個體物種的均勻分布，反映物種的分布結構。比較各樣地的Pielou均勻度指數(shù)，結果如表5所示?？梢钥闯?，與杉木純林相比，杉木+楓香和杉木+榿木在灌木層和混合層的物種豐富度都高于杉木純林，而草本層的物種豐富度略低；層間層的物種豐富度高達0.954，分別為杉木+楓香和杉木+榿木；灌木層最大值為杉木+楓香（0.870）。綜合來看，草本層的均勻度較低，灌木層物種分布相對比較均勻。結果表明，與杉木純林相比，灌木層和層間層的均勻度指數(shù)比混交林略高，但差異不顯著。

表5 林下植物物種均勻度指數(shù)

5 結語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和木材需求量的增加，杉木純林已經(jīng)不適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需求。本文主要分析杉木純林和混交林方面的內容，重點分析了林下植物多樣性，得出如下結論：林下植物的多樣性指數(shù)會受到多因素影響，如物種豐富度、物種數(shù)、均勻度指數(shù)、植被類型、環(huán)境和人為干擾等；本文研究的杉木純林和混交林的林下植物多樣性同樣受環(huán)境因素的綜合影響，某些區(qū)域出現(xiàn)物種優(yōu)勢度指數(shù)為1.000的情況，主要是因為某一物種在其中占有絕對優(yōu)勢，完全限制了其他物種的生長。

杉木是華南地區(qū)特有的物種，由于地理位置和氣候的原因，杉木生長速度較快且產(chǎn)量高，是我國木材的主要原料之一。通過植物多樣性數(shù)據(jù)分析，以人工純林、杉木混交林為研究對象，發(fā)現(xiàn)灌木適合生長在混交林中，且混合林的物種度較高，更利于維持物種的多樣性。為了實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展，國家大力提倡實行人工種植來提高物種多樣性，以保持生態(tài)平衡。因此，為了能更好地維持森林植物的多樣性，在種植植被前可以通過植物多樣性的分析確定植物的最佳生存環(huán)境，從而提升植物的生長能力。