海拔對(duì)云南松天然林林下更新的影響研究

郭云偉，盧仁軍，朱培英

(1.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051；2.文山市國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)分局，云南 文山 663099；3.昭通市林業(yè)和草原局，云南 昭通 657099)

1 引言

云南松林廣泛存在于中國(guó)西南地區(qū)，在西南地區(qū)具有良好的環(huán)境效益。云南松(Pinusyunnanensis)具有耐干旱瘠薄的特點(diǎn)，是我國(guó)西部偏干性亞熱帶的典型代表群系。其分布的氣候區(qū)包括北、中亞熱帶氣候類型區(qū)，南、中、北溫帶氣候類型區(qū)和北熱帶氣候類型區(qū)。云南松適宜于暖涼氣候，在氣候溫和條件下生長(zhǎng)較好，也能夠在溫差較大的地方生存，對(duì)云南松的生長(zhǎng)影響因素大小依次為溫度、濕度以及年溫度范圍[1]。云南松產(chǎn)生的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值在云南省的林產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著重要的地位。其材質(zhì)細(xì)密，不易翹，也不易開(kāi)裂，是較好的木材，在建筑用材、船材、家具用材以及作為提取木纖維的工業(yè)原料等方面均可使用。云南松富含樹(shù)脂，云南部分地區(qū)的林農(nóng)會(huì)在云南松樹(shù)干中割取松脂進(jìn)行銷售。

處于不同地形條件下的天然林，原有的群落組成和層次結(jié)構(gòu)不同，天然更新的狀況也隨之不同[2]。云南松具有較廣的生態(tài)適應(yīng)性和天然更新能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但其天然更新效果是受各種自然因素所支配，在保證種源的條件下，自然因素是影響天然更新的主導(dǎo)因素[3]。馬存世[4]通過(guò)研究云杉林更新與立地因子的關(guān)系得出：云杉林更新受地形因子影響顯著，海拔、坡向和坡度3個(gè)地形因子間相比，海拔影響效果最顯著，且海拔越高，成活率越低，坡向坡度次之。謝帆等[5]對(duì)井岡山地區(qū)森林更新的研究得出：井岡山地區(qū)不同海拔高度和坡向?qū)τ酌绺聰?shù)量呈顯著影響，隨著海拔的升高，更新苗明顯減少。徐振邦等[6]通過(guò)研究長(zhǎng)白山地區(qū)的森林更新對(duì)地形因子變化的響應(yīng)得出：森林更新隨著海拔的變化而發(fā)生顯著的變化，不同海拔林木更新的種類不同，低海拔地區(qū)的闊葉樹(shù)更新較多，然而高海拔地區(qū)，針葉樹(shù)比闊葉樹(shù)更新得多。司宏敏等[7]對(duì)云南松林火燒跡地的自然更新進(jìn)行研究，結(jié)果指出，多個(gè)地形因子均能對(duì)森林的更新產(chǎn)生不同影響，但對(duì)于不同樹(shù)種來(lái)說(shuō)，適宜更新的地形條件不同，海拔對(duì)林木幼苗更新的影響最為顯著。徐書(shū)民[8]對(duì)秦嶺林區(qū)華山松天然更新調(diào)查研究得出，在海拔1200～1800m、坡向?yàn)殛?yáng)坡時(shí)，華山松更新的幼苗較其他地形條件下的幼苗多，此地形條件有利于華山松的更新。井賽等[9]通過(guò)研究不同地形因子對(duì)圓柏天然更新的影響得出，在坡位坡向和海拔3種地形因子中，海拔對(duì)圓柏的天然更新影響達(dá)到顯著水平，不同海拔的圓柏幼樹(shù)更新密度間具顯著差異。

不同林分林下植被也不同，林下植被多樣性不僅受環(huán)境條件的影響，還受林分起源的影響，常規(guī)情況下，與天然林相比，人工林林下植被多樣性指數(shù)都處于較小的位置[10]。從生態(tài)學(xué)來(lái)說(shuō)，物種多樣性越豐富，層次越多樣化，那么抵抗災(zāi)害的能力就越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。林下植被也一樣，豐富的物種多樣性讓森林生態(tài)系統(tǒng)更穩(wěn)定[11]。曹云生等[12]研究位于冀北山區(qū)森林的林下植被多樣性對(duì)地形因子的響應(yīng)得出，海拔與物種多樣性指數(shù)具有相關(guān)關(guān)系，隨著海拔的升高，林下植被的物種多樣性指數(shù)也會(huì)變大，不同的坡向間，草本層物種的分布也不相同，且坡向是影響草本層分布的主導(dǎo)因子。黃世國(guó)等[13]研究了地形因子對(duì)杉闊混交林物種多樣性的影響，結(jié)果指出，眾多地形因子中，海拔和坡向?qū)ι奸熁旖涣治锓N多樣性具有顯著影響，不同海拔和不同坡度間，杉闊混交林的物種多樣性、均勻度和群落數(shù)量具有較大的差異。李軍玲等[14]對(duì)太行山中段不同地形條件下植物群落物種多樣性的變化進(jìn)行研究，指出隨海拔的升高，物種多樣性指數(shù)逐漸增大。沈澤昊等[15]研究得出，三峽大老嶺的群落多樣性隨著海拔的變化而變化，與海拔間具有相關(guān)性。王家鳴等[16]通過(guò)研究得出，在相同的面積下，低海拔溝谷的物種豐富度及植株密度始終是大于高海拔溝谷的。周紫羽等[17]通過(guò)研究得出，地形因子和森林生態(tài)結(jié)構(gòu)層次對(duì)林木植物分布的具有一定的影響，其中，影響林木植物分布的重要因素是海拔。張鐸等[18]研究西藏地區(qū)察隅縣的云南松群落得出，云南松林下的草本層和灌木層的多樣性指數(shù)具有差異，草本層的Simpson指數(shù)、Shannon-wiener指數(shù)大于灌木層，而Pielou指數(shù)則是灌木層大于草本層。涂璟等[19]對(duì)昆明地區(qū)云南松林進(jìn)行研究，研究地點(diǎn)為松花壩水源保護(hù)區(qū)，此地區(qū)林下植被物種多樣性豐富，林下灌木層優(yōu)勢(shì)種是小鐵仔，林下草本層的優(yōu)勢(shì)種是野草莓。林下植被層作為森林群落必不可少的組成部分，受不同地形因子的影響，導(dǎo)致林分內(nèi)光照、水分、溫度、土壤厚度及土壤所含的養(yǎng)分等影響植物生長(zhǎng)的因素也不同，林下植被層生長(zhǎng)的環(huán)境條件不同，導(dǎo)致其物種多樣性也不同，導(dǎo)致林下植被層與上層林冠主體樹(shù)木具有不同的多樣性特點(diǎn)[20,21]。本文選取具有代表性的文山州云南松天然林分布帶進(jìn)行不同海拔下云南松林下植被更新情況的研究，確定對(duì)云南松林木生長(zhǎng)及更新影響的海拔作用規(guī)律，并研究不同海拔對(duì)云南松天然林林下更新的影響。

2 材料與方法

2.1 研究地概況

研究區(qū)所在地為云南省文山市壩心彝族鄉(xiāng)。位于云南東南部和文山西北部，在103°55′～104°04′E和23°18′～23°26′N之間，位于老君山東部，地勢(shì)西南高，東北低，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候類型，平均氣溫14.2 ℃，年平均降雨量1256.52 mm。主要土壤為紅壤、黃棕壤。

2.2 研究?jī)?nèi)容

調(diào)查不同海拔的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)云南松的天然更新情況,云南松林喬木層、灌木層和草本層的植物物種組成，通過(guò)分析物種豐富度指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、均勻度指數(shù)等4個(gè)指標(biāo)來(lái)分析林下灌木層和草本層的物種多樣性格局，研究云南松的天然更新規(guī)律,研究云南松天然群落種類組成及植物多樣性在不同海拔條件下的變化規(guī)律和不同海拔對(duì)云南林下更新的影響。

2.3 研究方法

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置

選擇1500、1800、2100 m的海拔設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣地。野外實(shí)際調(diào)查時(shí)，由于地形與地勢(shì)的特殊性和復(fù)雜性，海拔無(wú)法完全精確為所設(shè)水平，所以在原有水平上，選擇長(zhǎng)時(shí)間未受人為干擾的同林齡云南松天然林地，按不同海拔設(shè)置試驗(yàn)樣地，使用羅盤(pán)儀和便捷式GPS定位儀記錄樣地信息。相同海拔設(shè)置3個(gè)20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，共9個(gè)樣地。每個(gè)樣地分別在4個(gè)角落設(shè)置1個(gè)2 m×2 m的灌木樣方記錄灌木層數(shù)據(jù)，共計(jì)36個(gè)灌木樣方，在每個(gè)灌木樣方內(nèi)隨機(jī)設(shè)置2個(gè)1 m×1 m的草本樣方記錄草本層數(shù)據(jù)，共計(jì)72個(gè)草本樣方。

2.3.2 野外數(shù)據(jù)收集

林下更新數(shù)據(jù)：采用游標(biāo)卡尺和卷尺測(cè)量樣地內(nèi)根莖小于5 cm更新幼苗和幼樹(shù)，分別記錄其數(shù)量、高度和根莖。

林下植被多樣性數(shù)據(jù)：灌木樣方記錄樣方內(nèi)所有灌木的種類、數(shù)量和蓋度以及每株灌木的地徑、高度等生長(zhǎng)指標(biāo)；草本樣方記錄草本的種類、數(shù)量、蓋度、多度等指標(biāo)。

2.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析

(1)更新等級(jí)劃分。更新等級(jí)參照森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)范(GB26424-22010-T)[22]中天然更新等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)更新苗的樹(shù)高劃分(表1)。參照劉少充等[23]的方法將更新苗劃分為幼苗(根莖<1cm)和幼樹(shù)(1cm≤根莖<5cm)。

表1 天然更新等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 株/hm2

(2)植被多樣性指標(biāo)。 重要值是用來(lái)衡量某物種在群落中的地位和作用，即：

相對(duì)多度=(某種的株數(shù)/全部種的總株數(shù))×100

相對(duì)頻度=(某種的頻度/所有種的頻度之和)×100

相對(duì)蓋度=(某種的蓋度/全部種的蓋度之和)×100

重要值(P)=[相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度(相對(duì)優(yōu)勢(shì)度)]/3

物種多樣性反映了群落的復(fù)雜性，即表示一個(gè)群落中的物種數(shù)目與個(gè)體分配在群落中的均勻程度，根據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，采用物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)(Shannon-Wiener指數(shù))、均勻度指數(shù)(Pielou指數(shù))、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(Simpson指數(shù))等4個(gè)指標(biāo)來(lái)分析林下灌木層和草本層的物種多樣性格局[24]。其計(jì)算公式如下。

物種豐富度指數(shù)一般用群落中物種的數(shù)量來(lái)表示，即：S=樣方內(nèi)物種總數(shù),Shannon-Wiener指數(shù)，群落中生物種類增多代表了群落的復(fù)雜程度增高，即H值愈大，群落所含的信息量愈大。即：

(1)

式(1)中，S為種i所在樣方的物種總數(shù)：Pi為第i個(gè)種在全體物種中的重要性比例。

Simpson指數(shù)，從一個(gè)群落種連續(xù)兩次抽樣所得到的個(gè)體數(shù)屬于同一種的概率，說(shuō)明個(gè)體的集中性越高，該群落的多樣性程度低，即：

(2)

式(2)中，S為種i所在樣方的物種總數(shù)：Pi為第i個(gè)種在全體物種中的重要性比例。

Pielou指數(shù)，反映了樣方中各個(gè)種的均勻程度，有2種計(jì)算方式，基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和基于Simpson多樣性指數(shù)，基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)的計(jì)算公式為：

JH=H/lnS

(3)

式(3)中，H為Shannon-Wiener指數(shù)；S為種i所在樣方的物種總數(shù)。

基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)計(jì)算公式為：

JD=D/(1-1/S)

(4)

式(4)中，D為Simpson指數(shù)；S為種i所在樣方的物種總數(shù)。

采用Excel2010和SPSS24.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、整理和分析，采用單因素方差分析(ANOVA)，若因素水平間差異顯著或極顯著，應(yīng)用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 海拔對(duì)云南松天然林林下灌木層物種多樣性及其生長(zhǎng)的影響

研究結(jié)果表明，不同海拔灌木層的樹(shù)種數(shù)量不同，總體呈現(xiàn)隨著海拔的升高而減少的趨勢(shì)。海拔1500 m的灌木層有19個(gè)植物種，分屬12科18屬。薔薇科(Rosaceae)植物有5種；殼斗科(Fagaceae)植物2種，；忍冬科(Caprifoliaceae)植物2種。山茶科(Theaceae)植物2種，；其余均為一科一種。海拔1800 m的灌木層有14個(gè)植物種，分屬12科18屬，薔薇科5種，殼斗科有黃毛青岡和滇石櫟2種，比海拔1500 m的植物種少5種，但栒子和杜鵑是海拔1500 m所沒(méi)有的。海拔2100灌木層植物種有7科12屬12種，薔薇科有5種，殼斗科有2種，其余5種為不同科屬，海拔2100 m的青刺尖、白穗石櫟、山茶和西南木藍(lán)是在其它海拔的樣地中所未發(fā)現(xiàn)的(表2)。

表2 不同海拔云南松天然林灌木層的物種分布

挑選3個(gè)海拔的灌木層均有的植物種且重要值排名較前的植物進(jìn)行根莖和高度的描述統(tǒng)計(jì)分析，獲取相關(guān)指標(biāo)。不同海拔的鐵仔、矮楊梅、火棘、懸鉤子、華西小石積和滇石櫟的根莖分別為4.23～6.09、4.12～10.34、4.23～1.92、3.42～4.89、7.62～8.52和6.26～8.29 mm，樹(shù)高分別為0.54～0.61、0.98～1.21、0.92～1.02、0.43～0.52、0.97～1.12和0.98～1.12 m。

挑選3個(gè)海拔的灌木層均有的植物種且重要值排名較前的植物進(jìn)行根莖和高度的方差分析，結(jié)果表明，不同海拔間鐵仔、火棘、懸鉤子和滇石櫟的根莖均具有顯著的差異(P=0.035、P=0.041和P=0.037<0.05)，不同海拔間矮楊梅的根莖具有極顯著的差異(P≈0.000<0.01)，不同海拔間華西小石積的根莖不具有顯著的差異影響(P=0.068>0.05)；不同海拔間矮楊梅的高度具有顯著的差異(P=0.048<0.05)，不同海拔間鐵仔、火棘、懸鉤子、華西小石積和滇石櫟的高度均不具有顯著的差異影響(P=0.096，P=0.113，P=0.088，P=0.103，P=0.065>0.05)。

挑選3個(gè)海拔的灌木層均有的植物種且重要值排名較前的植物進(jìn)行根莖和高度的多重比較，結(jié)果表明，海拔1500 m的鐵仔、火棘和滇石櫟的根莖均顯著地大于海拔2100 m；海拔1500 m的矮楊梅的根莖極顯著地大于海拔1800，海拔1800 m的矮楊梅的根莖極顯著大于海拔2100 m；海拔1500m的矮楊梅的高度顯著的大于海拔1800 m，1800 m的矮楊梅的高度顯著大于海拔2100 m；海拔1500 m的懸鉤子的根莖顯著地大于海拔1800 m和2100 m(表3)。不同海拔間相同物種的生長(zhǎng)指標(biāo)具有顯著或極顯著的差異，說(shuō)明在一定區(qū)間內(nèi)，灌木層植物的生長(zhǎng)隨海拔升高而降低。

表3 不同海拔云南松天然林灌木層主要物種

不同海拔云南松天然林灌木層的物種多樣性各指標(biāo)計(jì)算結(jié)果表明，1500 m的多樣性指標(biāo)均大于1800 m和2100 m。1500 m物種豐富度指數(shù)為19大于1800 m的14和2100 m的12，1500 m的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)、基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)和基于Simpson多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)分別為2.269、0.841、0.771和0.888，大于1800 m(1.932、0.685、0.732和0.737)和2100 m(1.812、0.643、0.729和0.702)的(表4)。隨著海拔的升高各多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)遞減的狀態(tài)。

表4 不同海拔云南松天然林灌木層的物種多樣性指數(shù)

3.2 海拔對(duì)云南松天然林林下草本層植物生物多樣性的影響

結(jié)果表明，不同海拔草本層的物種數(shù)量不同，海拔1500 m的草本層有10個(gè)植物種，分屬4科10屬，有禾本科(Poaceae)植物類蘆(Neyraudiareynaudiana)、藎草(Arthraxonhispidus)、白茅(Imperatacylindrica)、野古草(Arundinellaanomala)、扭黃茅(Heteropogoncontortus)和金發(fā)草(Pogonatherumpaniceum)6種，有菊科(Asteraceae)植物紫莖澤蘭(Ageratinaadenophora)和艾蒿(Artemisiaargyi)2種，其余2種分別為蹄蓋蕨科(Athyriaceae)和莧科(Amaranthaceae)的菜蕨(Diplaziumesculentum)和牛膝(Achyranthesbidentata)；海拔1800 m的草本層有12個(gè)植物種，分屬5科12屬，有禾本科植物藎草、野古草、白茅、扭黃茅和金發(fā)草5種，菊科植物紫莖澤蘭、艾蒿、云南兔兒風(fēng)(Ainsliaeayunnanensis)和火絨草(Leontopodiumleontopodioides)4種，有鳳尾蕨科、莎草科(Cyperaceae)和薔薇科的植物鳳尾蕨、莎草(Cyperusrotundus)和野草莓(Fragariavesca)3種。海拔2100 m草本層植物種有7科15屬16種，有禾本科植物白草(Pennisetumcentrasiaticum)扭黃茅、金茅(Eulaliaspeciosa)、金發(fā)草和竹葉草(Oplismenuscompositus)5種，有菊科植物紫莖澤蘭、艾蒿、香蒿(Artemisiahedinii)、云南兔兒風(fēng)和火絨草5種，薔薇科植物野草莓和白藨(Fragarianilgerrensis)2種，有?？?Moraceae)、蕁麻科(Urticaceae)、莎草科和紫草科(Boraginaceae)植物地石榴(Ficustikoua)、蕁麻(Urticafissa)、莎草和滇紫草(Onosmapaniculatum)4種(表5)。隨著海拔的上升，草本層物種數(shù)量呈上升趨勢(shì)。

表5 不同海拔云南松天然林草本層的物種分布

不同海拔云南松天然林草本層的物種多樣性指標(biāo)呈現(xiàn)2100 m>1800 m> 1500 m的狀態(tài)，海拔1500 m時(shí)，草本層的物種豐富度為10，1800 m時(shí)，物種豐富度增加到12，在2100 m，草本層的物種豐富度增加到16；海拔1500 m草本層的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為1.596，1800 m增加到1.627，2100 m最大，為2.106；海拔1500 m灌木層的Simpson多樣性指數(shù)為0.631，1800 m增加到0.698，2100 m增加至0.842；海拔1500 m的基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)和基于Simpson多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)0.693和0.701，1800 m的為0.654和0.761，2100 m的為0.759和0.837(表6)。除均勻度指數(shù)外，其余指標(biāo)均隨著海拔的升高而升高。

表6 不同海拔云南松天然林草本層的物種多樣性指數(shù)

3.3 海拔對(duì)云南松天然林林下天然更新的影響

對(duì)不同海拔云南松天然林林下幼苗和幼樹(shù)天然更新進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：海拔1500～2100 m的幼苗更新密度為2240.00～3083.33株/hm2，平均高為7.07～11.73 cm，幼樹(shù)更新密度為324.33～368.00株/hm2，平均高為46.37～57.50cm。

對(duì)不同海拔云南松天然林林下幼苗和幼樹(shù)天然更新進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明：不同海拔間的幼苗更新密度具有極顯著地差異(P≈0.000<0.01)，不同海拔間幼苗的平均苗高具有極顯著地差異(P≈0.000<0.01)，不同海拔間的幼樹(shù)更新密度具有極顯著地差異(P=0.002<0.01)，幼樹(shù)的平均樹(shù)高間不具顯著差異(P=0.062>0.05)。

對(duì)不同海拔云南松天然林林下幼苗和幼樹(shù)天然更新具有顯著差異的指標(biāo)進(jìn)行多重比較，結(jié)果表明，海拔1500 m的幼苗更新密度極顯著地大于海拔1800 m，海拔1800 m的幼苗更新密度極顯著地大于海拔2100 m，海拔1500 m的幼苗平均苗高極顯著地大于海拔1800 m，海拔1800 m的幼苗平均苗高極顯著地大于海拔2100 m，海拔1500 m的幼樹(shù)更新密度極顯著地大于海拔2100 m，幼苗和幼樹(shù)的更新密度均是隨著海拔的升高而降低(表7)。

根據(jù)天然更新等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，從更新的幼苗密度和苗高方面，海拔1500 m的更新密度為3083.33株/hm2，在3000～4999株/hm2區(qū)間內(nèi)，所以其更新等級(jí)為中等，海拔1800和2100 m的更新密度分別為2625.00和2240.00株/hm2，均小于3000株/hm2，其等級(jí)為不良；從幼樹(shù)方面，海拔1500和1800 m在大于50 cm區(qū)間，且更新密度均小于500株/hm2，更新等級(jí)為不良，海拔2100 m在30～49 cm區(qū)間，其更新密度為324.33株/hm2，小于1000株/hm2，更新等級(jí)為不良。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

不同海拔灌木層植物物種數(shù)量表現(xiàn)為海拔1500 m>1800 m>2100 m，不同海拔優(yōu)勢(shì)種的平均根莖和平均樹(shù)高表現(xiàn)為海拔1500 m>1800 m>2100 m。除個(gè)別樹(shù)種外，不同海拔優(yōu)勢(shì)種間的根莖具顯著或極顯著的差異(P<0.01或P<0.05)，不同海拔間矮楊梅的樹(shù)高具有顯著差異(P<0.05)。不同海拔灌木層的物種多樣性指數(shù)相差較大，灌木層的豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)隨著海拔的上升而呈上升狀態(tài)。海拔1500 m的物種多樣性指數(shù)均為最佳。

不同海拔草本層的物種數(shù)量表現(xiàn)為2100 m>1800 m>1500 m。不同海拔草本層的物種多樣性指數(shù)相差較大，不同海拔云南松天然林草本層的物種多樣性指標(biāo)呈現(xiàn)為海拔2100 m>1800 m>1500 m，海拔2100 m草本層的豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和基于Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)均大于海拔1500和1800 m的。

海拔對(duì)云南松天然林更新存在較大的影響。海拔1500～2100 m的幼苗更新密度為2240.00～3083.33株/hm2，平均高為7.07～11.73 cm，幼樹(shù)更新密度為324.33～368.00株/hm2，平均高為46.37～57.50 cm，不同海拔間幼苗和幼樹(shù)的更新密度和幼苗苗高均具有極顯著的差異(P<0.01)，海拔1500 m的幼苗和幼樹(shù)更新密度最大，幼苗更新等級(jí)為中等，其余更新等級(jí)均為不良。

4.2 討論

4.2.1 海拔對(duì)林下植被多樣性的影響

植物多樣性反映了林分的本質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，而海拔不僅影響林分的生長(zhǎng)，也影響林下植被的群落結(jié)構(gòu)的植物多樣性，海拔通過(guò)溫度、土壤厚度、土壤肥力，水分多少的變化來(lái)影響林下灌木層和草本層物種的組成和分布。在不同海拔條件下，云南松天然林林下灌木層和草本層的優(yōu)勢(shì)種所屬科幾乎一致，林下灌木層主要以薔薇科和殼斗科植物為優(yōu)勢(shì)種，草本層主要以禾本科、薔薇科和菊科植物為優(yōu)勢(shì)種。但灌木層植物的生長(zhǎng)具有顯著或極顯著的差異。在一定海拔區(qū)間內(nèi)，灌木層植物的生長(zhǎng)隨海拔升高而降低，總體上與上層林木在不同海拔條件下的變化規(guī)律一致。

不同海拔會(huì)形成不同生境，繼而演替為不同的植物群落，因此，植物群落表現(xiàn)出隨海拔變化分異的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致植物多樣性垂直分布格局有所不同。黃世國(guó)等[25]研究得出，海拔對(duì)植物群落喬木層的物種數(shù)目、物種多樣性和群落均勻度和對(duì)個(gè)體總數(shù)和種類數(shù)量的影響較大。周紫羽等[26]研究得出，海拔是影響白云山國(guó)家森林公園植物群落結(jié)構(gòu)特征的重要因素。曹云生等[27]研究森林群落草本多樣性及其與地形關(guān)系得出，海拔與其物種多樣性指數(shù)呈正相關(guān)性。本研究與黃世國(guó)、周紫羽和曹云生等的研究結(jié)果相似，不同海拔灌木層的物種多樣性指數(shù)的均勻度指數(shù)均隨著海拔的上升而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而草本層卻與之相反。說(shuō)明隨著海拔的變化，灌木層和草本層分別形成了優(yōu)勢(shì)明顯的群落結(jié)構(gòu)。海拔升高熱量減少導(dǎo)致灌木層物種多樣性減小和灌木層植物冠幅縮小，相較低海拔地區(qū)，為草本植物提供了更多的陽(yáng)光照射，促進(jìn)草本植物的生長(zhǎng)發(fā)育，所以，海拔較高地區(qū)灌木層的物種多樣性低于草本層的物種多樣性。

4.2.2 地形因子對(duì)林木更新的影響

天然更新是森林的基本動(dòng)態(tài)過(guò)程，通過(guò)母樹(shù)自身繁殖能力形成幼苗、幼樹(shù)，促進(jìn)森林資源的再生[28]，本研究結(jié)果表明，不同海拔幼苗和幼樹(shù)的更新密度均具有極顯著的差異影響(P<0.01)，海拔1500 m的幼苗和幼樹(shù)更新密度最大。海拔1500 m和陽(yáng)坡的幼苗及幼樹(shù)更新密度為最佳，與徐書(shū)民等研究的華山松陽(yáng)坡幼苗和幼樹(shù)更新密度最佳不同，也許是因?yàn)殛?yáng)坡云南松天然林林下植被過(guò)于茂密，導(dǎo)致其更新受到影響，而陰坡由于林下植被的調(diào)節(jié)，恰好具有云南松更新適宜的環(huán)境條件。除少數(shù)樣地外，其余樣地幼苗和幼樹(shù)的更新均為不良。歐芷陽(yáng)等[29]研究表明，單一喬木層的林下光照更強(qiáng)。也許是因?yàn)檎{(diào)查樣地為云南松天然純林，喬木層結(jié)構(gòu)較為單一，垂直結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且與喬木層層次多樣的林分相比，其林下灌木層和草本層豐富，致使云南松天然林林下的生態(tài)系統(tǒng)脆弱和灌木和草本對(duì)更新苗造成蔭蔽，導(dǎo)致更新不良。幼苗與幼樹(shù)的更新密度隨海拔的變化規(guī)律相同，但幼樹(shù)更新密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于幼苗更新密度，而造成云南松天然林更新幼樹(shù)成活率低，更新苗的死亡率大于產(chǎn)生率，幼樹(shù)呈現(xiàn)衰退狀態(tài)的原因有待深入研究。