東部白松-蒙古櫟混交林林分生長和林下物種多樣性研究

杜建平

（國有清原滿族自治縣大邊溝林場，遼寧 撫順 113309）

東部白松Pinusstrobus為松科松屬常綠喬木，原產(chǎn)北美洲東北部，在原產(chǎn)地高30～50 m，胸徑可達1.5 m。其材質(zhì)輕柔而有光澤，紋理通直，耐朽力強，可用作船舶材、箱材、天花板、地板、墻壁隔板及紙漿材。遼寧省引種東部白松最早可追溯至20世紀初期，近幾十年來，經(jīng)過遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院多年研究，篩選出適于遼寧地區(qū)的優(yōu)良種源，建立起苗木繁育技術(shù)體系，并在遼東山區(qū)推廣造林。該樹種人工林主要為純林，其存在生產(chǎn)力低、物種多樣性少等弊端[1]。研究認為，營造混交林可減少人工純林的以上弊端[2-4]，如馮健等[5]研究長白落葉松Larixolgensis-水曲柳Fraxinusmandshurica混交林認為，混交林在林分生長和生物量分配比例上優(yōu)于純林，營造針闊混交林有利于增加植物多樣性及提高土壤肥力；邊麗寧等[6]研究發(fā)現(xiàn)，華北落葉松Larixprincipis-rupprechtii-白樺Betulaplatyphylla、華北落葉松-云杉Piceaasperata混交林在生長和物種多樣性方面均優(yōu)于純林。為了探究東部白松混交林與純林在生長和物種多樣性方面的差異，本研究以13年生東部白松-蒙古櫟Quercusmongoli‐ca混交林為對象，調(diào)查了樹高、胸徑、冠幅等生長指標及灌木層和草本層物種組成，計算了物種多樣性，旨在從生長和物種多樣性2方面評價東部白松-蒙古櫟混交林實施效果，為遼東山區(qū)發(fā)展東部白松提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

調(diào)查樣地位于國有清原滿族自治縣大邊溝林場（124°59′～125°10'E，41°59′～42°04′N），林場位于長白山山脈西南延伸邊緣地帶。屬于北溫帶大陸季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，四季分明，年均氣溫約5℃，最高氣溫36.5℃，年均降水量700～800 mm，無霜期120～125 d。土壤類型以棕壤和暗棕壤為主。植被屬于長白植物區(qū)系，主要建群種包括紅松Pinuskoraiensis、黃波羅Phelloden‐dronamurense和白樺等[7-8]。

1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查

2020年在研究地選擇立地條件相似的東部白松-蒙古櫟混交林和東部白松純林，分別設(shè)置3個20 m×20 m的樣地。對樣地內(nèi)的喬木（胸徑≥3 cm）進行每木檢尺，測量其樹高、活枝下高、胸徑和冠幅等。樹木高度、活枝下高采用超聲波測高儀進行測量，精度0.1 m。胸徑采用測樹圍尺測量，精度為0.1 cm。在每個樣地內(nèi)采用對角線方法設(shè)置3個5 m×5 m的樣方調(diào)查灌木層，同時選取5個1 m×1 m的小樣方調(diào)查草本層，記錄物種名、株數(shù)/叢數(shù)、高度、蓋度、冠幅等。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。

1.3.1 物種重要值

重要值=（相對頻度+相對多度+相對蓋度）/3

相對頻度=（某種的頻度/所有種的頻度之和）×100%

相對多度=（每一種的個體數(shù)/全部種的個體數(shù)）×100%

相對蓋度=（某一種的基面積之和/所有種的基面積之和）×100%

1.3.2 多樣性指數(shù)

（1）物種豐富度指數(shù)（S）

樣地內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)量。

（2）物種多樣性指數(shù)

Simpson多樣性指數(shù)（D）：

2 結(jié)果與分析

2.1 東部白松-蒙古櫟混交林林分生長規(guī)律

東部白松-蒙古櫟混交林東部白松生長指標見表1。

表1 東部白松-蒙古櫟混交林東部白松生長指標

由表1可知，東部白松-蒙古櫟混交林中東部白松胸徑、樹高、冠幅、單株材積和林分蓄積等生長指標均低于純林，分別低2.58 cm、0.94 m、0.74 m、0.014 m3和40.45 m3·hm-2。T檢驗結(jié)果顯示，胸徑、樹高、冠幅、單株材積和林分蓄積等生長指標在兩者間差異達到極顯著水平（P＜0.01）。東部白松-蒙古櫟混交林中東部白松高徑比大于純林，冠高比和冠徑比均低于純林。T檢驗結(jié)果表明，高徑比和冠高比在兩者間差異達到極顯著水平（P＜0.01）。

2.2 東部白松-蒙古櫟混交林植被特征

調(diào)查結(jié)果顯示，東部白松-蒙古櫟混交林林下植物有27種，隸屬20科24屬，其中灌木樹種10種，隸屬8科9屬；草本植物17種，隸屬于12科15屬。東部白松純林林下植物30種，隸屬20科28屬，其中灌木樹種8種，隸屬6科8屬；草本植物22種，隸屬于14科19屬。東部白松-蒙古櫟混交林和東部白松純林共有物種16種，其中，草本植物11種，分別為穿龍薯蕷、大三葉升麻Cimicifugahera‐cleifolia、東風菜Asterscabra、鈴蘭、龍常草Diarrhe‐namandshurica、內(nèi)折香茶菜、山脈馬蘭Asterlau‐tureanus、山楂葉懸鉤子Rubuscrataegifolius、歪頭菜Viciaunijuga、羊胡苔草和玉竹；灌木層植物5種，分別為朝鮮接骨木、刺龍牙、胡枝子、忍冬和衛(wèi)矛，表明東部白松-蒙古櫟混交林與東部白松純林的物種共有性較高。物種獨有情況表明，東部白松-蒙古櫟混交林中出現(xiàn)了關(guān)蒼術(shù)Atractylodeslan‐cea、茜草Rubiacordifolia和寬葉山蒿Artemisiasto‐lonifera等草本植物，狗棗獼猴桃Actinidiakolomik‐ta、軟棗獼猴桃A.arguta、五味子Schisandrachinen‐sis和山葡萄等藤本植物。

從表2可以看出，草本層重要值10%以上的優(yōu)勢物種在混交林中有5種，在純林中有6種；灌木層重要值10%以上的優(yōu)勢物種在混交林中有4種，在純林中有5種。

表2 東部白松混交林和純林林下灌木層、草本層主要物種的重要值

由表3可知，草本層物種豐富度指數(shù)（S）和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）表現(xiàn)為混交林小于純林，Simpson多樣性指數(shù)（D）、以Simpson多樣性指數(shù)為基礎(chǔ)的Pielou群落均勻度指數(shù)（JD）和以Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為基礎(chǔ)的Pielou群落均勻度指數(shù)（JH）等3個指數(shù)均表現(xiàn)為混交林等于純林；灌木層中，這5個多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為混交林大于純林。T檢驗結(jié)果表明，灌木層和草本層多樣性指數(shù)間差異均未達到顯著水平（P＞0.05）。

表3 東部白松-蒙古櫟混交林及東部白松純林林下植物的物種多樣性指數(shù)

3 結(jié)論

東部白松-蒙古櫟混交林中東部白松胸徑、樹高、冠幅、單株材積和林分蓄積等生長指標均低于純林，分別比東部白松純林低2.58 cm、0.94 m、0.74 m、0.014 m3和40.45 m3·hm-2，但混交林東部白松的形質(zhì)指標優(yōu)于純林。

東部白松-蒙古櫟混交提高了林地物種多樣性。從植物數(shù)量看，東部白松-蒙古櫟混交林與東部白松純林植物分別為27種和30種，共有性較高；從物種多樣性指數(shù)看，除了草本層的物種豐富度指數(shù)（S）和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）表現(xiàn)為東部白松-蒙古櫟混交林小于純林外，其他物種多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為東部白松-蒙古櫟混交林≥東部白松純林。