甘肅天水油松人工林生物多樣性影響探究

姚旭升

甘肅天水油松人工林生物多樣性影響探究

姚旭升

（天水市秦州區(qū)林業(yè)和草原局 甘肅天水 741000）

甘肅天水油松人工林作為一個(gè)重要的生態(tài)系統(tǒng)，其物種多樣性的狀況、保護(hù)及管理直接關(guān)系到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。文章概述了甘肅天水油松人工林的特性、分布和生態(tài)功能，分析了該油松人工林的物種多樣性，探討了影響其物種多樣性的各種因素，提出了物種多樣性管理和保護(hù)策略，以期為油松人工林生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展和生物多樣性保護(hù)提供新的思路和方法。

甘肅天水；油松人工林；物種多樣性；影響因素；生態(tài)保護(hù)；管理策略

目前，生物多樣性的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)的管理已成為全球的重要議題。由于地理環(huán)境的獨(dú)特性，我國擁有豐富且復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其中，甘肅天水的油松人工林生態(tài)系統(tǒng)是典型代表。本文通過深入研究甘肅天水油松人工林生物多樣性及其影響因素，探索并提出了一套有效的保護(hù)和管理策略。

1 甘肅天水油松人工林生態(tài)系統(tǒng)概述

1.1 油松人工林的特性

甘肅天水的油松人工林具有以下幾個(gè)特性：耐寒性強(qiáng)，適應(yīng)于北方地區(qū)的氣候環(huán)境；生長(zhǎng)速度較快，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可作為商業(yè)用途進(jìn)行栽培；耐貧瘠力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠在瘠薄的土壤中生長(zhǎng)；根系發(fā)達(dá)，能夠固定土壤，防止水土流失，且其落葉能夠提供有機(jī)質(zhì)，增加土壤肥力；木材質(zhì)地堅(jiān)硬，適用于建筑、家具制造和其他工藝品制作。油松能夠?yàn)橐吧鷦?dòng)物提供生態(tài)棲息地，對(duì)維持物種多樣性有重要作用和生態(tài)價(jià)值[1]。

1.2 油松人工林在甘肅天水的分布

甘肅省油松（）主要分布在隴東、隴南一帶山地。如今，隴中黃土區(qū)人工造林面積也越來越大，尤其在海拔1 000 m～2 000 m的地方，油松人工林是主要的森林類型。這些油松林為該地區(qū)提供了豐富的生物資源，改善了生態(tài)環(huán)境。

1.3 油松人工林的主要生態(tài)功能

油松人工林作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有多種生態(tài)功能。首先，它能夠固土防風(fēng)，有效減少水土流失，并改善土壤結(jié)構(gòu)，幫助保持水土平衡，對(duì)環(huán)境具有極好的保護(hù)作用。其次，油松人工林為眾多生物提供重要的棲息地和食物來源，對(duì)于維持物種多樣性和穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)具有不可替代的作用。最后，油松人工林通過光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，有利于減少溫室氣體總量[2]。

2 甘肅天水油松人工林生物多樣性

2.1 物種多樣性的定義和測(cè)量

物種多樣性被認(rèn)為是群落物種數(shù)目或豐富度和均勻度綜合起來的一個(gè)單一統(tǒng)計(jì)量。物種多樣性是反映群落結(jié)構(gòu)和功能特征的較有效的指標(biāo)，是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度指標(biāo)。

在研究甘肅天水油松人工林生物多樣性時(shí)，應(yīng)該全面考慮生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中所有物種的種類、數(shù)量以及它們的相互作用，如不同的草本植物、灌木、昆蟲、鳥類、哺乳動(dòng)物等。首先，為了深入了解林地生態(tài)系統(tǒng)的功能性狀，需要科學(xué)地測(cè)量樹高和徑生長(zhǎng)量、當(dāng)年高生長(zhǎng)、生長(zhǎng)節(jié)律、針葉長(zhǎng)、保存率、結(jié)實(shí)情況、物候期等關(guān)鍵生態(tài)參數(shù)。這些生態(tài)參數(shù)能夠反映出林木個(gè)體的生長(zhǎng)狀況和適應(yīng)環(huán)境的能力，從而間接影響到物種的多樣性。其次，還需要調(diào)查林地的物種種類、數(shù)量以及它們的發(fā)展變化趨勢(shì)，了解物種之間的關(guān)系以及它們對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)。這些因素是衡量物種多樣性的重要指標(biāo)，能夠反映出林地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健康性。最后，對(duì)收集的所有數(shù)據(jù)使用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行處理，包括單點(diǎn)和多點(diǎn)方差分析、顯著性檢驗(yàn)、相關(guān)分析、主成分分析等。

2.2 油松人工林的植物物種多樣性

甘肅天水油松人工林內(nèi)的植物物種非常豐富。除了油松、山杏和梨樹等眾多樹種外，還有許多草本植物和灌木。油松是森林的主要組成部分，為其他植物和生物提供了適宜的生存環(huán)境。同時(shí)，它也影響了森林的光照和氣候條件。山杏和梨樹的果實(shí)和花朵成為多種鳥類和小型哺乳動(dòng)物的重要食物，同時(shí)也吸引了傳粉昆蟲。草本植物和灌木在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著底層植被的角色，它們與油松等高大植物共同構(gòu)成了復(fù)雜的森林結(jié)構(gòu)，為各種生物提供了棲息地。灌木層中的雪絨花、黃櫨和繡線菊等植物為森林提供了更多的結(jié)構(gòu)層次，并為小型動(dòng)物和昆蟲提供了庇護(hù)所。草本植物也是植物物種多樣性的重要組成部分，包括野草莓、野生菊花和龍膽等，它們?cè)诰S護(hù)土壤穩(wěn)定性、防止水土流失等方面發(fā)揮著重要作用。

2.3 油松人工林的動(dòng)物物種多樣性

甘肅天水油松人工林是一個(gè)充滿生機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)，擁有眾多的動(dòng)物物種。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，鳥類扮演著重要的角色。例如，黃腹山雀是樹冠層的常見活動(dòng)者，以昆蟲為食；林鸮在森林中控制著其他小型動(dòng)物的數(shù)量。昆蟲在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中也尤為重要。例如，油松的重要授粉者——松花蜂，以及各類蝴蝶（如翠綠鳳蝶）和有益昆蟲（如蘋果蚜蠅），它們可以控制害蟲數(shù)量，維持生態(tài)平衡。此外，油松人工林中還有許多常見的哺乳動(dòng)物。小型松鼠可以攜帶種子，促進(jìn)植物種子傳播；而狐貍則占據(jù)了食物鏈中較高的位置，影響著其他小型動(dòng)物的數(shù)量和分布。動(dòng)物們的活動(dòng)狀態(tài)可以反映出森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。在這個(gè)系統(tǒng)中，動(dòng)物們之間存在著密切的相互關(guān)系。它們不僅是捕食者和被捕食者的關(guān)系，同時(shí)也是相互依存的共生關(guān)系。豐富了生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。

3 影響油松人工林生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的因素

3.1 氣候與土壤影響

自然環(huán)境因素是決定生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的重要因素。其中，氣候條件（如氣溫、降水量等）和土壤條件（如土壤類型、營(yíng)養(yǎng)含量等）對(duì)物種多樣性產(chǎn)生著直接的影響。甘肅天水位于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，其四季分明的氣候條件，適中的氣溫和降水量，為油松人工林提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，并有利于物種多樣性的維持和增強(qiáng)。另一方面，甘肅天水的土壤類型主要為黃壤和砂壤，其土壤結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分，為油松人工林內(nèi)各類生物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)源。

甘肅天水的地理位置和自然環(huán)境因素，如適宜的氣候條件和土壤條件，對(duì)油松人工林生物多樣性產(chǎn)生了積極的影響。這為我們認(rèn)識(shí)和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)提供了重要的依據(jù)，也對(duì)油松人工林的管理和利用提出了新的要求。

3.2 人為干擾

森林管理措施、土地利用變化和人為干擾等人為因素，對(duì)油松人工林生物多樣性具有顯著影響。首先，執(zhí)行森林管理措施，如改變疏伐強(qiáng)度、種樹種類和密度，直接影響林木的生長(zhǎng)和繁衍，從而影響物種多樣性的表現(xiàn)。其次，農(nóng)業(yè)開發(fā)和城市化進(jìn)程等往往伴隨著自然環(huán)境的破壞，對(duì)油松人工林的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅，進(jìn)而影響物種多樣性的維持。最后，非法狩獵、采伐、垃圾傾倒等人為干擾也對(duì)物種多樣性產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.3 物種間相互作用

在甘肅天水油松人工林生態(tài)系統(tǒng)中，不同物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、捕食關(guān)系和共生關(guān)系也對(duì)生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性產(chǎn)生重要影響。競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系包括樹木之間對(duì)水分和養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，動(dòng)物之間對(duì)食物和棲息地的競(jìng)爭(zhēng)等，直接影響了各物種的生存狀態(tài)和數(shù)量分布，進(jìn)而影響了物種多樣性的表現(xiàn)。捕食關(guān)系也對(duì)物種多樣性有重要影響。捕食者和被捕食者之間的相互制約形成了動(dòng)態(tài)的平衡關(guān)系，維持了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和物種多樣性。

3.4 生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)

自然災(zāi)害、氣候變化等對(duì)生物多樣性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。例如，洪水、山火會(huì)直接破壞生態(tài)環(huán)境。此外，全球氣候變化也可能會(huì)改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)物種分布范圍變化，甚至導(dǎo)致某些物種滅絕。甘肅天水油松人工林生態(tài)系統(tǒng)也面臨著十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。其一，其地理位置特殊，該地區(qū)常年面臨的干旱、山洪等自然災(zāi)害的威脅，對(duì)油松人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性產(chǎn)生威脅。其二，氣候變化導(dǎo)致的氣溫升高、降水減少等現(xiàn)象，可能對(duì)油松及其依賴的生物種群產(chǎn)生不利影響[3]。

4 保護(hù)和提升甘肅天水油松人工林生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的策略

4.1 針對(duì)氣候與土壤影響的管理策略

雖然無法直接改變油松人工林生態(tài)系統(tǒng)中的自然因素——?dú)夂蚺c土壤，但是，可以采取科學(xué)、合理的方法去適應(yīng)這些條件，并以此為依據(jù)最大化地促進(jìn)油松人工林生長(zhǎng)以及保護(hù)物種多樣性。在氣候方面，甘肅天水特定的氣候條件對(duì)油松人工林生態(tài)系統(tǒng)有著顯著的影響。該地區(qū)的氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，四季分明。因此，選擇耐寒、耐熱、適應(yīng)四季變化的植物種類是極為關(guān)鍵的。在土壤方面，甘肅天水地區(qū)的土壤條件以黃壤和砂壤為主，這類土壤通常含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，但也可能存在排水不良、滲透性弱等問題。因此，可以通過添加有機(jī)物質(zhì)、調(diào)整土壤pH值、深度翻耕等方式，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的肥力和保水能力，從而優(yōu)化生物生存環(huán)境，維持物種多樣性。

4.2 針對(duì)人為干預(yù)的管理策略

其一，制定和執(zhí)行合理的森林疏伐政策。疏伐強(qiáng)度、種樹種類和密度等因素都將直接影響林木生長(zhǎng)和繁衍，進(jìn)而影響整個(gè)生物多樣性。因此，必須確保森林疏伐的力度適中，不能過度疏伐導(dǎo)致森林面積大幅減少，也不能由于疏伐不足而導(dǎo)致森林過度密集，影響樹木生長(zhǎng)。同時(shí)，種植的樹種必須具有較強(qiáng)的生存能力和適應(yīng)性，以確保其能在甘肅天水地區(qū)氣候條件下生存并繁衍。其二，嚴(yán)禁非法狩獵和采伐行為。非法狩獵和采伐會(huì)直接破壞生態(tài)平衡，降低生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其三，提高森林保護(hù)和管理人員的業(yè)務(wù)能力。他們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行保護(hù)政策，進(jìn)行專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，他們的專業(yè)水平直接關(guān)系到生態(tài)保護(hù)的成效[4]。

4.3 針對(duì)物種間相互作用的管理策略

其一，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物種關(guān)系的研究。需要深入理解各物種間的競(jìng)爭(zhēng)、捕食、共生等各種關(guān)系，并揭示它們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和物種多樣性的影響。例如，通過深入研究樹木間對(duì)水分和養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，可以了解哪些樹種更適應(yīng)甘肅天水地區(qū)的環(huán)境，進(jìn)而為樹木種植和管理提供指導(dǎo)。其二，通過合理的物種配置和管理，平衡物種間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。為了維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要關(guān)注物種間的相互影響，適當(dāng)調(diào)整物種配置，保證各物種得到適宜的生存空間，降低過度競(jìng)爭(zhēng)對(duì)物種多樣性的消極影響。其三，保護(hù)弱勢(shì)物種。弱勢(shì)物種往往是生態(tài)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，如果消失，可能對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，需要采取特殊保護(hù)措施，如設(shè)立自然保護(hù)區(qū)、實(shí)施物種恢復(fù)計(jì)劃等，以保護(hù)弱勢(shì)物種，維持生物多樣性。其四，捕食關(guān)系和共生關(guān)系也是需要關(guān)注的議題。這些關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)中重要的生態(tài)過程，對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定具有重要作用[5]。

4.4 針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)的管理策略

其一，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。例如，通過遙感技術(shù)和地面觀測(cè)相結(jié)合的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林健康狀況。其二，針對(duì)性地實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工作。根據(jù)不同的擾動(dòng)類型，采取不同的恢復(fù)策略。例如，對(duì)于火災(zāi)后的森林恢復(fù)，可能需要人工種植；而對(duì)于蟲害，則可能需要引入天敵進(jìn)行生物防治。最后，應(yīng)在政策層面加大對(duì)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的支持力度。這包括提供必要的經(jīng)濟(jì)支持，增強(qiáng)公眾的生態(tài)保護(hù)意識(shí)，培養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人才。

5 結(jié)語

本研究致力于揭示甘肅天水油松人工林生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的內(nèi)在規(guī)律和影響機(jī)制，為生態(tài)保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，氣候條件、土壤屬性、人為干擾及生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)等因素都對(duì)該區(qū)域的物種多樣性產(chǎn)生顯著影響。為了保持物種多樣性，本文提出了一系列管理策略。這些策略旨在通過科學(xué)的林業(yè)管理以及有效的管控措施，減小人為干預(yù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，通過合理的物種配置和管理，平衡和優(yōu)化物種間的相互作用，并且采取靈活的策略應(yīng)對(duì)可能的生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)。這些策略為甘肅天水油松人工林乃至同類地區(qū)的生態(tài)保護(hù)工作提供了參考。

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S791.254

A

2095-1205(2023)11-47-03

10.3969/j.issn.2095-1205.2023.11.14

姚旭升（1979—），男，漢族，甘肅天水人，大專，林業(yè)工程師，研究方向?yàn)榱謽I(yè)種植與保護(hù)。