晉西黃土區(qū)不同密度刺槐林下植物群落物種多樣性

王思淇，張建軍,2,3,4，張彥勤，趙炯昌，胡亞偉，李 陽，唐 鵬，衛(wèi)朝陽

（1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083；2.山西吉縣森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西 吉縣042200；3.北京林業(yè)大學(xué)，水土保持國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；4.北京林業(yè)大學(xué)，教育部林業(yè)生態(tài)工程研究中心，北京 100083；5.山西吉縣紅旗國(guó)有林場(chǎng)，山西吉縣 042200）

森林是地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物多樣性豐富，是植物生長(zhǎng)和能量交換的關(guān)鍵場(chǎng)所［1］。植物物種多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，是植物群落結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，其不僅能夠反映植物群落在組成、結(jié)構(gòu)、功能等方面的差異，又能表征不同自然地理?xiàng)l件下群落與環(huán)境因子間的相互關(guān)系［2-3］。林下灌草群落作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在維持物種多樣性和人工林穩(wěn)定方面起著十分重要的作用［4］。因此，如何合理維持并提高林下物種多樣性，對(duì)于森林經(jīng)營(yíng)和生態(tài)恢復(fù)具有重要意義。

林下物種多樣性受到林分密度［5-6］、林齡［7-8］、演替階段［9］、林分配置［10-11］等許多因素的影響，其中林分密度作為重要的林分結(jié)構(gòu)特征［12］，其差異會(huì)加速林木分化以及群落演替，從而對(duì)林下物種多樣性產(chǎn)生影響。關(guān)于林分密度對(duì)林下物種多樣性的影響已有不少報(bào)道，Ashfaq 等［13］對(duì)湖北太子山3 種林分密度馬尾松（Pinus massoniana）林下物種多樣性進(jìn)行了研究，指出較低密度林分（1212株·hm-2）的灌木和草本植物多樣性較高，且草本層的物種豐富度高于灌木層；劉建利等［5］對(duì)黃土區(qū)刺槐（Robinia pseudoacacia）林下物種多樣性進(jìn)行研究后指出，隨著林分密度的增大，林下物種多樣性指數(shù)呈減少趨勢(shì)；王媚臻等［6］對(duì)四川云頂山5種林分密度柏木（Cupressus funebris）林下物種多樣性進(jìn)行調(diào)查后得出，林分密度為650株·hm-2時(shí)林下物種多樣性最佳；云慧雅等［10］、趙耀等［11］在晉西黃土區(qū)對(duì)不同林分類型和密度條件下的灌草群落多樣性進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)林分密度為1200～1600 株·hm-2時(shí)天然次生林及人工混交林物種多樣性最好。可見，關(guān)于林分密度對(duì)林下物種多樣性的研究尚未形成一致的結(jié)論，因此，林分密度與林下物種多樣性的關(guān)系還需進(jìn)一步探討。

黃土高原位于黃河中游，水土流失嚴(yán)重，是典型的生態(tài)退化區(qū)［14］。20 世紀(jì)50 年代以來國(guó)家在黃土高原實(shí)施了大規(guī)模的植被恢復(fù)，形成了較為完善的防護(hù)林體系，對(duì)于防治水土流失、改善生態(tài)環(huán)境起到了重要作用［15］。刺槐因適應(yīng)性強(qiáng)、耐干旱貧瘠，作為水土保持樹種在黃土高原被廣泛栽植。山西吉縣蔡家川流域于上世紀(jì)90 年代營(yíng)造了大面積的刺槐林，隨著刺槐林的生長(zhǎng)和耗水量的增加，生長(zhǎng)量小和生態(tài)服務(wù)功能低下的弊病凸顯［16］。因此，基于物種多樣性確定最佳造林密度和營(yíng)林密度，開展水土保持林的撫育管理，可保障黃土區(qū)水土保持高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)服務(wù)功能可持續(xù)發(fā)揮［17-18］。為此，本文以晉西黃土區(qū)蔡家川流域內(nèi)6 種林分密度的人工刺槐林為研究對(duì)象，通過野外樣地調(diào)查，分析刺槐人工林下植物群落的組成特征、生長(zhǎng)特征及物種多樣性指數(shù)隨林分密度的變化，探討林分密度與林下物種多樣性相互關(guān)系，確定適宜的水土保持林經(jīng)營(yíng)管理密度，以期為黃土高原刺槐人工林生態(tài)功能提升和可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山西吉縣森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站所在地蔡家川流域（36°14′27′′～36°18′23′′N；110°39′45′′～110°47′45′′E），該流域?qū)儆邳S河三級(jí)支流，是典型的梁狀丘陵溝壑區(qū)，暖溫帶半干旱大陸性氣候，土壤類型為褐土，黃土母質(zhì)。平均海拔為1172 m（圖1）。年平均降水量579 mm，年際變化較大，汛期多有暴雨。年平均氣溫為10 ℃，平均無霜期150 d。土壤類型為褐土，黃土母質(zhì)。蔡家川流域內(nèi)人工林以刺槐、油松（Pinus tabuliformis）、側(cè)柏（Platycladus orientalis）為主，林下植被以菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、薔薇科（Rosaceae）的物種為主，代表性的植物種有黃刺玫（Rosa xanthina）、土莊繡線菊（Spiraea pubescens）、茅莓（Rubus parvifolius）、鐵桿蒿（Artemisia gmelinii）、蔞蒿（Artemisia selengensis）、虉草（Phalaris arundinacea）、紫丁香（Syringa oblata）等。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Research area location

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置及調(diào)查 于2022 年5—9 月在蔡家川流域以生長(zhǎng)狀況良好、林相結(jié)構(gòu)完整且林齡均為30 a 的典型人工刺槐林為研究對(duì)象，選擇6 種林分密度（950株·hm-2、1450株·hm-2、1950株·hm-2、2450株·hm-2、2950 株·hm-2、3450 株·hm-2），每種密度選擇3 個(gè)20 m×20 m 的樣地進(jìn)行調(diào)查，共計(jì)調(diào)查樣地18個(gè)。每個(gè)樣地的坡向、海拔和坡度等條件基本一致，并在每個(gè)樣地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，記錄樹高、胸徑、冠幅、株數(shù)等信息。在標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)的四角和中心位置共設(shè)置5 個(gè)5 m×5 m 的灌木樣方，在每個(gè)灌木的樣方內(nèi)設(shè)置5 個(gè)1 m×1 m 的草本樣方，每個(gè)樣地共25 個(gè)草本樣方。調(diào)查并記錄每個(gè)樣方內(nèi)出現(xiàn)的灌木和草本植物名稱、數(shù)量、高度、蓋度等指標(biāo)，將藤本植物和喬木（高度＜2 m）幼苗記錄在灌木層。樣地經(jīng)緯度、坡度坡向及海拔通過GPS 和羅盤測(cè)定。樣地信息如表1所示。

表1 樣地基本信息Tab.1 Basic information of sample site

1.2.2 灌木和草本植物地上生物量的測(cè)定 在每個(gè)樣地內(nèi)的灌木樣方和草本樣方內(nèi)采用“全株收獲法”，將樣方內(nèi)地上部分全部收獲，稱量鮮重后部分裝入自封袋并帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將取回的樣品放入75 ℃的烘箱中烘干至恒重，記錄烘干后重量，然后計(jì)算樣地內(nèi)灌草生物量。

1.2.3 物種多樣性測(cè)度 本研究灌木層和草本層各物種的重要值（Important Value，IV）、Margalef 豐富度指數(shù)（R）、Simpson 優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）、Pielou均勻度指數(shù)（Jsw）及Jaccard 相似系數(shù)（q）計(jì)算方法參照文獻(xiàn)［19-20］，計(jì)算公式如下：

重要值（IV）：

Margalef豐富度指數(shù)（R）：

Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H）：

Pielou均勻度指數(shù)（Jsw）：

Jaccard相似系數(shù)（q）：

式中：Rd、Rf、Rc為相對(duì)密度、相對(duì)頻度、相對(duì)蓋度；S為樣方中物種總數(shù)；Pi為第i種的相對(duì)個(gè)體數(shù)，即個(gè)體數(shù)/物種總數(shù)（Ni/N），N為樣方內(nèi)全部種的個(gè)體總數(shù)，Ni為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；Si為第i個(gè)種在樣方中出現(xiàn)的次數(shù)；Ai為第i個(gè)種的蓋度。a為A 和B 兩個(gè)群落共有的物種數(shù)，b為A 群落獨(dú)有的物種數(shù)，c為B 群落獨(dú)有的物種數(shù)。其中，0.00≤q＜0.25 為極不相似，0.25≤q＜0.50 為中等不相似，0.50≤q＜0.75為中等相似，0.75≤q≤1.00為極相似。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 用Excel 2019和SPSS 23.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理分析，Origin 2017 作圖，采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），采用最小顯著差數(shù)法（LSD）檢驗(yàn)不同林分密度下各特征指標(biāo)上的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度刺槐林下植物群落組成特征及重要值

圖2 為不同密度刺槐林下植物群落物種組成圖，由圖2 可知，在調(diào)查的6 種林分密度的刺槐林中，共出現(xiàn)植物39科65屬77種，其中灌木層植物共16 科29 屬36 種，草本植物共25 科36 屬41 種，這些植物中薔薇科有14種、菊科11種、禾本科4種、忍冬科（Caprifoliaceae）3 種，分別占物種總數(shù)的18.18%、14.29%、5.19%、3.90%。灌木層和草本層物種數(shù)均隨著林分密度的增加呈先增后減的變化趨勢(shì)，其中灌木層在密度為1950 株·hm-2時(shí)物種數(shù)可達(dá)25 種，草本層在密度為2450 株·hm-2時(shí)物種數(shù)可達(dá)24 種。灌草群落物種總數(shù)在密度為1950株·hm-2時(shí)可達(dá)48種，而3450株·hm-2時(shí)物種數(shù)僅有29種。

圖2 不同密度刺槐林下植物群落物種組成Fig.2 Understory community species composition of Robinia pseudoacacia plantation with different densities

表2為不同密度刺槐林下植物群落物種的重要值表。從表2可見，灌木層主要優(yōu)勢(shì)種為茅莓、黃刺玫、杠柳（Periploca sepium）、紫丁香等，草本層主要優(yōu)勢(shì)種為虉草、鐵桿蒿、針葉薹草（Carex onoei）等。當(dāng)密度低于2950 株·hm-2時(shí)，灌木層的主要優(yōu)勢(shì)種為茅莓，黃刺玫為主要伴生種；當(dāng)密度為2950 株·hm-2時(shí)，樣地內(nèi)主要優(yōu)勢(shì)種變?yōu)辄S刺玫。當(dāng)密度為3450 株·hm-2時(shí)，白刺花（Sophora davidii）成為樣地內(nèi)主要優(yōu)勢(shì)種，重要值達(dá)51.35%。草本層中，當(dāng)密度為1450 株·hm-2時(shí)，蘆葦（Phragmites australis）的重要值最大，為31.63%，這可能與土壤水分條件較好有關(guān)；當(dāng)密度為2450株·hm-2時(shí)，虉草的重要值達(dá)52.21%?？梢姡袒比斯ち衷诓煌芏葪l件下灌木層優(yōu)勢(shì)種以陽生、中生的植物為主，草本層優(yōu)勢(shì)種以適應(yīng)性強(qiáng)、適生幅度寬的中生性、陰生性物種為主。

表2 不同密度刺槐林下植物群落物種重要值Tab.2 Important value of understory community species in Robinia pseudoacacia plantation with different densities

2.2 不同密度刺槐林下植物群落生長(zhǎng)特征

圖3為不同密度刺槐林下植物群落的生長(zhǎng)特征圖。由圖3可知，隨林分密度的增加，灌木層的平均高度逐漸減小，密度為950株·hm-2時(shí)灌木層的平均高度可達(dá)206 cm，密度為3450 株·hm-2時(shí)灌木層高度僅為103 cm。灌木層生物量隨林分密度的增加而減小，在密度為950 株·hm-2時(shí)最大，達(dá)94.64 g·m-2，顯著高于其他5 個(gè)密度群落（P＜0.05）。不同林分密度刺槐林中灌草層的總蓋度變化不大，未達(dá)到差異顯著水平（P＞0.05），但密度為950株·hm-2時(shí)灌草層總蓋度可達(dá)40.33%。

圖3 不同密度刺槐林下植物群落生長(zhǎng)特征變化Fig.3 Changes of understory community growth characteristics of Robinia pseudoacacia plantation with different densities

草本層生物量在各林分密度間波動(dòng)性較小且無明顯差異（P＞0.05），在密度為1950 株·hm-2時(shí)草本層的生物量最大，可達(dá)31.29 g·m-2。灌草總生物量在密度為950 株·hm-2時(shí)最大，達(dá)117.82 g·m-2，在密度為2950株·hm-2時(shí)最小，僅為29.47 g·m-2。

2.3 不同密度刺槐林下植物群落物種多樣性特征

圖4為不同密度刺槐林下植物群落物種多樣性指數(shù)的變化特征圖。由圖4 可知，Margalef 指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson 指數(shù)和Pielou 指數(shù)在不同林分密度間均無顯著差異（P＞0.05）。隨著林分密度的增加，灌木層Margalef 指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)大體呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢(shì)，均在密度為1950 株·hm-2時(shí)出現(xiàn)最大值，Simpson 指數(shù)、Pielou 指數(shù)則隨著林分密度的增加而逐漸下降；草本層R、H在密度為2450 株·hm-2時(shí)達(dá)到最大，D、Jsw無明顯變化規(guī)律，均在密度為1950株·hm-2時(shí)達(dá)到最大。

圖4 不同密度刺槐林下植物群落物種多樣性指數(shù)Fig.4 Understory community species diversity index of Robinia pseudoacacia plantation with different densities

2.4 不同密度刺槐林下植物群落相似性

表3為不同密度刺槐林下植物群落的相似性系數(shù)表。由表3 可知，不同林分密度刺槐林下植物群落組成具有較高的相似性，各群落Jaccard系數(shù)均大于0.5，即中等相似以上。其中在密度為2950 株·hm-2和3450 株·hm-2時(shí)，Jaccard 系數(shù)最大，達(dá)到0.8023，屬于極相似水平；在密度為950 株·hm-2和3450 株·hm-2時(shí)，Jaccard 相似性系數(shù)最小，僅為0.6076。這表明蔡家川流域刺槐林高密度群落之間林下物種組成較相似，低密度與高密度群落林下物種組成相似性較低。

表3 不同密度刺槐林下植物群落相似性系數(shù)Tab.3 Similarity coefficient of Robinia pseudoacacia plantation understory communities with different densities

3 討論

3.1 林分密度對(duì)刺槐林下植物群落組成特征的影響

本研究中，不同林分密度刺槐人工林各群落共調(diào)查到灌木16科29屬36種，草本植物25科36屬41種。隨林分密度的增加，灌木層和草本層的科、屬的數(shù)量均呈先增后減的變化趨勢(shì)，灌草各層物種數(shù)在中等林分密度下物種數(shù)最多，物種總數(shù)也在中等密度時(shí)最多，高密度時(shí)最少。這與李國(guó)雷等［21］研究結(jié)果一致，他認(rèn)為當(dāng)林分密度過高時(shí)，種群數(shù)量的上升使種間競(jìng)爭(zhēng)劇烈；當(dāng)林分密度過低時(shí)，刺槐所占有的水、熱、光的資源空間較大，個(gè)體充分發(fā)育，灌草群落的生長(zhǎng)則更受到抑制。因此，林分密度過大或過小都不利于灌草群落的發(fā)育和拓展。當(dāng)密度大于2450 株·hm-2時(shí)，灌木層物種數(shù)下降趨勢(shì)較快，而草本層物種數(shù)下降趨勢(shì)較緩，說明此林分密度下的刺槐林已限制灌木的存活，但對(duì)草本植物影響較小，這與張柳樺等［22］的研究結(jié)果相同。因此，從物種多樣性保育的角度看，將林分密度設(shè)置在1950～2450 株·hm-2為合理的林分密度，使灌草各層物種數(shù)維持在相對(duì)較高的水平。

群落內(nèi)優(yōu)勢(shì)種及伴生種不僅反映了群落結(jié)構(gòu)的多樣性，且較全面地反映了群落物種隨環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化［23］。調(diào)查區(qū)域內(nèi)灌草群落物種主要集中在薔薇科、忍冬科、禾本科、菊科，這表明4科在干旱環(huán)境中有較強(qiáng)的適應(yīng)性。從優(yōu)勢(shì)種的組成來看，灌木層中茅莓在6種密度的林分中均有分布且為優(yōu)勢(shì)種或亞優(yōu)勢(shì)種，這表明茅莓是該研究區(qū)的主要適生種。此外黃刺玫、白首烏（Cynanchum bungei）、杠柳、臭椿（Ailanthus altissima）、紫丁香、虉草、針葉薹草、鐵桿蒿、青蒿（Artemisia carvifolia）等植物在各樣地中均有出現(xiàn)，說明上述物種可以對(duì)不同林分密度的環(huán)境能夠較好的適應(yīng)，在黃土區(qū)植被恢復(fù)過程應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮。

研究發(fā)現(xiàn)不同林分密度下刺槐林群落優(yōu)勢(shì)種有較多重疊，但重要值有所不同。隨著林分密度的增加，刺槐林下物種呈現(xiàn)出陽生性?中生性?陰生性的演替格局，這與孫千惠等［24］的研究結(jié)果一致。當(dāng)林分密度較低時(shí)，林內(nèi)光照條件較好，灌木層優(yōu)勢(shì)物種多為黃櫨（Cotinus coggygria）、六道木（Abelia biflora）等喜光物種，且調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)樣地內(nèi)存在欒樹（Koelreuteria paniculata）、細(xì)裂槭（Acer stenolobum）、榆樹（Ulmus pumila）、山楂（Crataegus pinnatifida）、山桃（Amygdalus davidiana）等落葉小喬木幼苗，長(zhǎng)勢(shì)良好，草本層中優(yōu)勢(shì)種多為虉草、黑麥草（Lolium perenne）等禾本科植物。當(dāng)密度為1950 株·hm-2時(shí)主要優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)了蘆葦，該物種多生于濕潤(rùn)地帶，這表明中等密度的林分土壤水分條件較適宜，更有利于刺槐人工純林向混交林的演替。隨林分密度增加，喬木層郁閉度升高，林內(nèi)光照條件減弱，一些中生性植物逐漸增多，紫丁香、連翹（Forsythia suspensa）、杠柳、土莊繡線菊等中生性灌木逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，重要值排名靠前；草本層中以鐵桿蒿為主的菊科植物優(yōu)勢(shì)開始顯現(xiàn)，與禾本科植物共建群落。當(dāng)密度高于2950 株·hm-2時(shí)，林下環(huán)境條件發(fā)生變化，不再適宜耗水量較大的植物生長(zhǎng)，導(dǎo)致茅莓的重要值降低，灌木層中白刺花、酸棗（Ziziphus jujuba）等耐旱耐瘠薄等物種重要值較大，有替代黃刺玫等薔薇科植物優(yōu)勢(shì)地位的趨勢(shì)；草本層優(yōu)勢(shì)種陰生性的青杞（Solanum septemlobum）、沼生繁縷（Stellaria palustris）、葎草（Humulus scandens）等重要值排名靠前?？梢姰?dāng)林分密度過大時(shí)，林下光照及水分條件較差，致使林下部分抗逆、抗干擾能力弱的物種逐漸衰退，一些耐旱性、適應(yīng)性強(qiáng)的物種逐漸成為優(yōu)勢(shì)種。

3.2 林分密度對(duì)刺槐林下植物群落生長(zhǎng)特征的影響

本研究選取了灌草群落的高度、蓋度、地上生物量指標(biāo)分析了林下植物群落生長(zhǎng)特征的變化。植被高度、蓋度和地上生物量的增加可以提高植被攔截降水，減少濺蝕的作用，有利于林地保育土壤和涵養(yǎng)水源功能［25］。林分密度對(duì)林下植物群落的生長(zhǎng)特征的影響并不顯著，但直接影響光照分配，間接影響林下植物群落的生長(zhǎng)［26］。蔡家川流域內(nèi)低密度林分下灌草群落總生物量及灌木層生物量明顯高于其他林地，這與前人的研究結(jié)果一致［27］。研究結(jié)果顯示，灌木層平均高度、灌草群落總生物量隨林分密度的增加呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)。在密度為950 株·hm-2時(shí)，灌木層平均高度、灌草群落總生物量最大，灌木層生物量占據(jù)優(yōu)勢(shì)。這主要因?yàn)檩^低密度的林分喬木冠層郁閉度小，而灌木層位于喬木層之下，所受的光照及養(yǎng)分條件更好，促進(jìn)了灌木的生長(zhǎng)。草本層生物量無明顯規(guī)律性變化，這可能是因?yàn)橄啾容^于灌木層，草本層可利用的光照資源更少，因此對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響較小。陳杰等［28］認(rèn)為草本植物多屬于逆境耐受型，對(duì)環(huán)境的變化能夠較好的適應(yīng)。隨林分密度的增加，林分郁閉度升高限制了光照條件，對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，灌木層高度及總生物量降低；灌草群落總蓋度在不同密度的林分間差異并不明顯，波動(dòng)幅度較小，這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似［29］。

此外，何欣月等［30］在黃土丘陵區(qū)4 個(gè)典型區(qū)域內(nèi)對(duì)植物群落進(jìn)行了多樣性分析，其研究結(jié)果指出0～100 cm 土壤含水量與植物群落高度、蓋度、生物量呈顯著正相關(guān)。黃土區(qū)水分資源匱乏，地下水埋藏較深，土壤水分是限制植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子，林分密度過高會(huì)造成土壤水分的過量消耗，對(duì)植物個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響［31］。

3.3 林分密度對(duì)刺槐林下植物群落物種多樣性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，林分密度對(duì)于Margalef 指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson 指數(shù)和Pielou 指數(shù)均無顯著影響，與前人研究結(jié)果一致［32］，其原因可能是刺槐林未經(jīng)撫育，群落相似度較高的原因，導(dǎo)致林分密度對(duì)刺槐群落物種多樣性的影響不大。曲紅［33］通過對(duì)不同林分、林齡、立地條件和配置下人工林物種多樣性進(jìn)行比較，認(rèn)為林分密度是影響人工林群落物種多樣性的重要因子。

除Margalef 指數(shù)外，其余三種多樣性指數(shù)數(shù)值均偏低，說明蔡家川流域刺槐林下植物群落結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，且穩(wěn)定較低［34］。灌木層Margalef 指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)均在密度1950株·hm-2處出現(xiàn)峰值，草本層的最大值均出現(xiàn)在2450 株·hm-2處，可見中等密度的林分物種組成最豐富，多樣性最高。原因可能是在中等密度下，中生性和陰生性物種逐漸增多，所以物種豐富度增加。灌木層Pielou 指數(shù)、Simpson 指數(shù)隨著林分密度的增加呈降低趨勢(shì)，說明林分密度越高，林內(nèi)生境均勻度較低，優(yōu)勢(shì)種的優(yōu)勢(shì)度降低。林分密度越低，植物光合作用增強(qiáng)，林下可利用空間增大，因此植物長(zhǎng)勢(shì)更優(yōu)且分布均勻，而草本植物相比于灌木，在高密度林分內(nèi)能更快的適應(yīng)環(huán)境變化，多樣性更高且分布均勻。舒韋維等［35］對(duì)4 種林分密度杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林林下物種多樣性進(jìn)行研究，他的研究結(jié)果表明灌木層Simpson指數(shù)、Pielou指數(shù)隨林分密度升高而降低，與本研究結(jié)果一致。

總體來看，當(dāng)林分密度在1950～2450 株·hm-2時(shí)的刺槐林下植物群落物種多樣性情況最優(yōu)，說明該密度下刺槐林下植物群落所處環(huán)境適宜，有利于林下群落穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成。因此，建議選取林分密度1950～2450株·hm-2為最適林分密度，這與前人［36］得出的刺槐林密度為1775株·hm-2時(shí)植被生長(zhǎng)情況較好的研究結(jié)果基本相似。說明在造林時(shí)將林分密度設(shè)置在中等條件下，更有利于維持群落的物種多樣性。

4 結(jié)論

（1）在調(diào)查的6種密度的林分中共有植物39科65 屬77 種，其中灌木層植物共16 科29 屬36 種，草本植物25科36屬41種，薔薇科、菊科、禾本科、忍冬科的植物種類最多。灌木層物種數(shù)在林分密度為1950 株·hm-2時(shí)最多，草本層物種數(shù)在林分密度為2450株·hm-2時(shí)最多。

（2）刺槐林下植物群落中優(yōu)勢(shì)種隨林分密度變化較明顯，隨林分密度的增加呈現(xiàn)陽生性?中生性?陰生性的演替格局。

（3）刺槐林下植物群落中灌木高度、生物量隨林分密度的增加而減小，草本植物生物量在各林分密度間無明顯差異（P＞0.05）；林下灌草層總蓋度變化較小。

（4）刺槐林下植物群落灌草層的4種物種多樣性指數(shù)在各林分密度下無顯著性差異。