樂(lè)清市重點(diǎn)公益林群落結(jié)構(gòu)特征分析

宮莉霞 林韌安 陳旭華 林子琪 孔 強(qiáng)

（樂(lè)清市自然資源和規(guī)劃局 浙江樂(lè)清 325600）

公益林是以提供森林生態(tài)和社會(huì)服務(wù)產(chǎn)品為主要目的的森林、林木和林地，對(duì)國(guó)土生態(tài)安全、生物多樣性保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用[1]。隨著公益林建設(shè)的逐步推進(jìn)， 關(guān)于公益林群落結(jié)構(gòu)和特征分析的研究逐漸增多[2-4]。 樂(lè)清市經(jīng)過(guò)十幾年的公益林建設(shè)，取得了一定成效，但經(jīng)營(yíng)管理仍存在一些問(wèn)題。 本文作者通過(guò)對(duì)樂(lè)清市公益林群落特征的研究， 為公益林物種配置及群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地概況

樂(lè)清市位于浙江省東南沿海， 地理位置為北緯27°57.0′～28°32.9′、東經(jīng)120°47.0′～125°15.9′之間，西北為雁蕩山山脈，東南為海積平原，地勢(shì)自西北向東南傾斜，面積1 385 km2。全市屬中亞熱帶海洋型季風(fēng)氣候，全年四季分明，溫和濕潤(rùn)，無(wú)霜期256 d，年平均降雨量1 556.3 mm，年平均氣溫17.9℃。 全市林地面積109.7 萬(wàn)hm2，森林覆蓋率55.22%。

全市重點(diǎn)公益林面積20.3 萬(wàn)hm2， 其中國(guó)家級(jí)公益林1.8 萬(wàn)hm2，省級(jí)公益林18.5 萬(wàn)hm2。森林植被屬中亞熱帶常綠闊葉林北部和南部亞地帶的過(guò)渡區(qū)，主要植被類(lèi)型為亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶常綠闊葉和落葉闊葉混交林、 針葉闊葉混交林或針葉純林及竹林。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

在樂(lè)清市森林資源二類(lèi)清查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以省級(jí)以上公益林小班作為總體樣本， 使用空間分層抽樣法抽取監(jiān)測(cè)小班，共設(shè)固定監(jiān)測(cè)小班40 個(gè)。 在全面踏查公益林固定監(jiān)測(cè)小班的基礎(chǔ)上， 選取典型地段設(shè)置20 m×20 m 的固定樣地， 詳細(xì)記錄樣地基本信息，包括海拔、經(jīng)緯度、坡向、坡位、坡度、土壤、郁閉度等環(huán)境因子。

對(duì)樣地中喬木層（胸徑大于5.0 cm）的樹(shù)木采用每木調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括物種名、胸徑、株高、枝下高等。 在每塊樣地對(duì)角線上均勻設(shè)置3 個(gè)2 m×2 m 的灌草固定小樣方（對(duì)角線兩側(cè)的小樣方距樣地邊緣至少1 m），詳細(xì)記錄灌木種名、株數(shù)、地徑、株高、蓋度及草本種名、數(shù)量、蓋度、株高等相關(guān)指標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)分析

2.2.1 重要值

（1）喬木層重要值IV（%）=（相對(duì)密度+相對(duì)胸高斷面積+相對(duì)頻度）/3。

式中，相對(duì)密度（%）＝某個(gè)種的個(gè)體數(shù)/全部種的個(gè)體數(shù)×100；相對(duì)顯著度（%）＝某個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和×100；相對(duì)頻度（%）＝某一種的頻度/全部種的頻度之和×100。

（2）灌木層、草本層重要值IV（%）=（相對(duì)密度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度）/3。

式中， 相對(duì)蓋度（%）＝某個(gè)種的蓋度/所有種的總蓋度×100；相對(duì)密度（%）＝每個(gè)種的密度/所有種的密度和×100；相對(duì)頻度（%）＝某一種的頻度/全部種的頻度之和×100。

2.2.2 生態(tài)位

（1）生態(tài)位寬度采用Levins 公式中Shannon 指數(shù)，公式為

式中，Bi為種i 的生態(tài)位寬度；Pij為種i 對(duì)第j 個(gè)資源狀態(tài)下的個(gè)體數(shù)占所有個(gè)體數(shù)的比值，即Pij=nij/Ni；nij為種i 在資源j 上的優(yōu)勢(shì)度， 即種i 重要值；r 為資源位數(shù)；Bi的取值范圍為[0，logr]。

（2）生態(tài)位重疊采用Levins 生態(tài)位重疊公式計(jì)算，公式為

式中，Lij為物種i 重疊物種h 的生態(tài)位重疊指數(shù)；Lhi為物種h 重疊物種i 的生態(tài)位重疊指數(shù)； B（L）為L(zhǎng)evins 的生態(tài)位寬度指數(shù)；B（L）i和B（L）h具有域值[1/r，1]；Lih、Lhi具有域值[0，1]。

2.2.3 物種多樣性指數(shù)

物種多樣性指數(shù)采用Simpson 指數(shù)（D）和Shannon-Weiner 指數(shù)（H），公式為

均勻度指數(shù)（J）采用Pielou 指數(shù)，公式為

式中，Pi為物種i 的相對(duì)重要值，S 為物種數(shù)。

2.2.4 生物量生物量一般用干重表示[5]。 本研究生物量測(cè)算采用平均生物量法， 即利用野外數(shù)據(jù)獲得的單位面積生物量乘以該類(lèi)型群落的面積， 推算群落生物量。 首先以野外固定樣地為樣本進(jìn)行調(diào)查，再根據(jù)浙江省重點(diǎn)公益林生物量模型[6]，分層進(jìn)行群落單位生物量計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 植物物種組成

公益林樣地調(diào)查喬木層、 灌木層和草本層植物物種數(shù)共計(jì)124 種，其中喬木層36 種、灌木層68 種（其中23 種為喬木層幼苗）、草本層43 種。 對(duì)樣地調(diào)查中重要值大于1 的植物進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

喬木層中，杉木的重要值最高，其次為木荷、青岡和毛竹等；灌木層中，重要值最高的是柃木，其次為檵木、映山紅，此外烏飯樹(shù)、木荷也有較高的重要值；草本層中，芒萁的重要值最高，其次為蕨，此外絡(luò)石、菝葜、淡竹葉也有較高的重要值。

3.2 生態(tài)位

3.2.1 生態(tài)位寬度植物種群對(duì)資源環(huán)境利用現(xiàn)狀的尺度可以通過(guò)生態(tài)位寬度度量， 種群生態(tài)位寬度越大，說(shuō)明它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)。 以公益林植物物種重要值為基礎(chǔ)， 將重要值大于1 的物種作為研究對(duì)象，共計(jì)56 個(gè)植物種，進(jìn)行生態(tài)位寬度計(jì)算。

由表2 可知，在喬木層中，生態(tài)位寬度值最大的是楓香，杉木次之，馬尾松、木荷、青岡的生態(tài)位寬度值也較大，毛竹的生態(tài)位寬度值最小。 灌木層中，生態(tài)位寬度值最大的是柃木，映山紅次之，檵木、木荷的也具有較大生態(tài)位寬度值， 苦櫧的生態(tài)位寬度值最小。 草本層中，生態(tài)位寬度值最大的是芒萁，菝葜次之，沿階草、五節(jié)芒、芒的生態(tài)位寬度值也較大，海金沙、藎草、蕨、南蛇藤、竊衣、烏蘞莓、紫花地丁、紫麻的生態(tài)位寬度值均為1.00。

表2 公益林主要植物種生態(tài)位寬度

3.2.2 生態(tài)位重疊生態(tài)位重疊是2 個(gè)物種在與生態(tài)因子聯(lián)系上具相似性， 當(dāng)2 個(gè)物種利用同一種資源或共同占有某一資源（食物、空間、營(yíng)養(yǎng)成分等）時(shí)， 就會(huì)出現(xiàn)生態(tài)位重疊現(xiàn)象。 生態(tài)位重疊值越高， 說(shuō)明它們對(duì)生境的利用方式越趨同， 其種間競(jìng)爭(zhēng)相應(yīng)越激烈， 而當(dāng)生態(tài)位重疊值等于1 時(shí)， 說(shuō)明兩者生態(tài)位完全重疊。 對(duì)樂(lè)清市公益林重要值大于1 的主要優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行生態(tài)位重疊計(jì)算，共計(jì)631 個(gè)物種對(duì)。

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（1）喬木層。 由表3 可知，喬木層20 個(gè)主要植物種，生態(tài)位重疊共計(jì)190 個(gè)物種對(duì)，生態(tài)位重疊數(shù)值平均為0.27。 其中，漆樹(shù)與楓香的生態(tài)位重疊指數(shù)最高，為0.95，說(shuō)明二者利用環(huán)境和資源的方式相似；柿與楓香的生態(tài)位重疊指數(shù)次之，為0.86；毛竹與其他物種的重疊程度最低，柳杉次之，這表明它們與其他物種對(duì)生境資源的利用方式有較大的差異。

（2）灌木層。 由表4 可知，灌木層22 個(gè)主要植物種，共計(jì)231 個(gè)物種對(duì)，生態(tài)位重疊指數(shù)的平均值為0.13。 其中，柃木與細(xì)葉冬青的生態(tài)位重疊指數(shù)最高，為0.95； 柃木與烏飯的生態(tài)位重疊指數(shù)次之，為0.92；楓香與其他物種的重疊程度最低，茶次之。

（3）草本層。 由表5 可知，草本層21 個(gè)主要植物種， 共計(jì)210 個(gè)物種對(duì)， 生態(tài)位重疊數(shù)值平均為0.10。 其中，芒萁與紫花地丁的生態(tài)位重疊指數(shù)最高，為0.80。 在草本層21 個(gè)物種中，烏蘞莓與其他物種的重疊程度最低，藎草次之。

3.3 物種多樣性

3.3.1 物種豐富度指數(shù)由表6 可知， 不同森林群落類(lèi)型的物種豐富度表現(xiàn)為闊葉林＞杉木林＞竹林＞針闊混交林＞松林＞灌木林，而喬木層表現(xiàn)為闊葉林＞杉木林＞針闊混交林＞竹林＞松林＞灌木林。 竹林、灌木林的物種豐富度指數(shù)表現(xiàn)為草本層＞灌木層＞喬木層，針闊混交林表現(xiàn)為喬木層＞草本層＞灌木層，闊葉林、杉木林表現(xiàn)為灌木層＞喬木層＞草本層，松林表現(xiàn)為灌木層＞草本層＞喬木層。

表6 公益林不同群落類(lèi)型物種豐富度

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3.3.2 物種多樣性指數(shù)由表7 可知， 群落生物多樣性排序依次為杉木林群落＞闊葉林群落＞竹林群落＞針闊混交林群落＞松林群落＞灌木林群落；喬木層生物多樣性依次為杉木林群落＞闊葉林群落＞針闊混交林群落＞竹林群落＞松林群落； 灌木層生物多樣性依次為杉木林群落＞闊葉林群落＞竹林群落＞松林群落＞針闊混交林群落＞灌木林群落； 草本層生物多樣性依次為竹林群落＞闊葉林群落＞杉木林群落＞松林群落＞針闊混交林群落＞灌木林群落。

表7 公益林不同群落類(lèi)型物種多樣性

3.4 生物量

森林生物量是指森林在一定時(shí)間內(nèi)積累的有機(jī)質(zhì)（干重）總量。 樂(lè)清市省級(jí)以上公益林林分目前積累的總生物量為150.84 萬(wàn)t，平均單位面積生物量7.43 t/hm2（表8）。

公益林按林分類(lèi)型劃分，闊葉林生物量最大，為71.16 萬(wàn)t，占總生物量的47.17%；其次為針闊混交林，37.09 萬(wàn)t，占24.59%；松林25.39 萬(wàn)t，占16.83%；杉木林11.49 萬(wàn)t， 占7.62%； 灌木林3.47 萬(wàn)t，占2.30%；竹林最小，為2.24 萬(wàn)t，占1.49%。 就單位面積生物量而言，杉木林最高，為8.02 t/hm2；灌木林最低，為6.47 t/hm2（表8）。

表8 公益林按森林類(lèi)型生物量分布

4 結(jié)論

通過(guò)調(diào)查40 個(gè)生態(tài)公益林固定小班樣地，對(duì)樂(lè)清市重點(diǎn)公益林的主要群落松林、杉木林、闊葉林、針闊混交林、竹林、灌木林的物種組成結(jié)構(gòu)、種群生態(tài)位、物種多樣性、生物量等群落特征進(jìn)行了分析，揭示了樂(lè)清市生態(tài)公益林主要群落的結(jié)構(gòu)特征， 以期為公益林物種配置及群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。