撫育間伐對(duì)華北落葉松林分灌木多樣性的影響研究

鄧麗娟 李云飛 穆蕾

摘 要：以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類(lèi)型為研究對(duì)象，分析撫育間伐對(duì)華北落葉松林分的灌木多樣性的影響。結(jié)果表明：未撫育的不同類(lèi)型的華北落葉松林分的灌木物種豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。撫育后的不同類(lèi)型的華北落葉松林分，林下灌木的物種豐富度、蓋度均有所增加；隨著撫育年份的增加，灌木的多樣性指數(shù)呈增加趨勢(shì)，而灌木分布均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)不明顯。

關(guān)鍵詞：撫育間伐；華北落葉松；灌木多樣性；影響

中圖分類(lèi)號(hào) S753.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2019）07-0111-03

華北落葉松是冀北山區(qū)的重要用材與生態(tài)樹(shù)種，在木材供給、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、改善水文狀況方面發(fā)揮著重要作用。森林撫育是培育森林的基礎(chǔ)和關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，也是森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)的重要組成部分[1]。對(duì)森林進(jìn)行科學(xué)撫育，能夠優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)，提高森林質(zhì)量，提高林分的生物多樣性，從而更好地發(fā)揮森林的涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保持水土等生態(tài)功能。筆者以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類(lèi)型為研究對(duì)象，分析撫育間伐對(duì)華北落葉松林分的灌木多樣性的影響，對(duì)科學(xué)評(píng)價(jià)華北落葉松林的森林撫育成效、促進(jìn)冀北山地森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 河北省木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局（木蘭林管局）位于河北省圍場(chǎng)滿(mǎn)族蒙古族自治縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)為41°35′～42°40′N(xiāo)、116°32′～117°14′E，距承德140km、北京340km。全年無(wú)霜期67～128d，年平均氣溫

-1.4～4.7℃，年降水量380～560mm，主要集中在7、8、9月，年蒸發(fā)量1462～1556mm，平均相對(duì)濕度63%。

該地區(qū)屬于溫帶草原地帶高原東部森林草原區(qū)與暖溫帶落葉闊葉林地帶燕山山地落葉闊葉林溫性針葉林區(qū)的交接帶，植被主要由灌叢、落葉闊葉林、針葉林和亞高山草甸組成，針葉林主要為華北落葉松林、油松林、樟子松林、云杉林。華北落葉松林以人工純林為主，落葉松混交林中混生的樹(shù)種主要有白樺、山楊、蒙古櫟、椴樹(shù)、云杉、棘皮樺等。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查 2013年8月在木蘭林管局孟灤林場(chǎng)選取立地條件較為一致的華北落葉松林分設(shè)置固定樣地，樣地類(lèi)型分華北落葉松純林、落樺混交林、落油混交林，優(yōu)勢(shì)樹(shù)種均為華北落葉松。每種林分各設(shè)1組（撫育與對(duì)照）樣地，共6塊，面積為50m×50m（詳見(jiàn)表1）。

撫育樣地間伐強(qiáng)度20%～25%（見(jiàn)表2），在每塊樣地的四角及中心位置分別設(shè)5個(gè)5m×5m的灌木樣方和1m×1m的草本樣方，調(diào)查樣方內(nèi)灌草層物種的種類(lèi)、數(shù)量、高度和蓋度。2013年對(duì)撫育樣地（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和對(duì)照樣地（CK-Ⅰ、CK-Ⅱ、CK-Ⅲ）進(jìn)行調(diào)查，2014和2016年重復(fù)測(cè)量。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 森林生物多樣性在某種程度上是衡量森林質(zhì)量的重要指標(biāo)，可直接反映林分的結(jié)構(gòu)特征和生態(tài)功能的差異。本研究采用常用的物種多樣性指數(shù)，包括物種豐富度指數(shù)（S）[2]、Simpson多樣性指數(shù)（D）[3]、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）[4]和Pielou均勻度指數(shù)（E）[4]，各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

豐富度指數(shù)：以樣方中物種的數(shù)目表示物種豐富度。

2 結(jié)果與分析

2.1 間伐前林分灌木層物種多種性 對(duì)各樣地林內(nèi)灌木多樣性指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知（表3），各樣地灌木豐富度變化范圍為2.3～4.0，落樺混交林豐富度最高。總體上看，不同林分類(lèi)型豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)大體也呈一致的規(guī)律。

2.2 間伐后林分灌木層物種多種性 對(duì)撫育后1年（2014年）和撫育后3年（2016年）的林內(nèi)灌木多樣性指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可看出（表4），2014年撫育樣地灌木層豐富度顯著高于對(duì)照樣地（p<0.05），2016年撫育樣地略高于對(duì)照樣地，但差異不顯著。與2014年相比，2016年各樣地灌木蓋度均有所增加，增加值范圍在13%～28%。這可能與間伐作業(yè)對(duì)林下灌木的破壞有關(guān)，短期內(nèi)既有喜光物種的增加，也存在對(duì)原有灌木的負(fù)向作用。

隨著撫育年份的增長(zhǎng)，與2014年相比，2016年林地灌木的多樣性指數(shù)（Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)）基本呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，其中，撫育樣地的Shannon-Wiener指數(shù)增長(zhǎng)范圍為23%～43%，在各林分類(lèi)型中的變化更為顯著。而反映灌木分布均勻度的Pielou指數(shù)在各個(gè)樣地中的變化趨勢(shì)并不明顯，可能與伐后時(shí)間較短，灌木生長(zhǎng)尚未得到有效恢復(fù)有關(guān)（表4）。

3 結(jié)論與討論

森林撫育改變了華北落葉松的林分結(jié)構(gòu)，在短期內(nèi)增加了林分光照；作業(yè)過(guò)程中破壞了原有的地表結(jié)構(gòu)和林下植被，從而影響了林下植物的多樣性。本研究結(jié)果表明：未撫育的不同類(lèi)型的華北落葉松林分的灌木物種豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。撫育后的不同類(lèi)型的華北落葉松林分，林下灌木的物種豐富度、蓋度均有所增加；隨著撫育年份的增加，灌木的多樣性指數(shù)呈增加趨勢(shì)，而灌木分布均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)不明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]楊新兵，張偉，張建華，等.生態(tài)撫育對(duì)華北落葉松幼齡林枯落物和土壤水文效應(yīng)的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2010（01）：119-122.

[2]劉紅梅.秦淮河流域主要林分類(lèi)型結(jié)構(gòu)特征研究[D].江蘇：南京林業(yè)大學(xué)，2010：45-46.

[3]任立忠，羅菊春，李新彬.撫育采伐對(duì)山楊次生林植物多樣性影響的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22（4）：14-17.

[4]Pielou E C.The measurement of diversity in different types of biological collections[J].Journal of Theoretical Biology，1966，238（13）：131-135. （責(zé)編：徐世紅）