不同林型物種多樣性研究

田永霞

(寬甸縣林業(yè)局，遼寧 丹東 118200)

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不同林型物種多樣性研究

田永霞

(寬甸縣林業(yè)局，遼寧 丹東 118200)

摘要通過對(duì)紅松+白樺人工混交林、紅松+色赤楊人工混交林和紅松純林等3種不同林型物種的多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明：紅松+白樺和紅松+色赤楊人工針闊混交林植物種類豐富，數(shù)量較多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅松純林，各層次的物種多樣性也明顯好于紅松純林；人工針闊混交林層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，垂直多樣性豐富，而紅松純林只有一個(gè)主林冠層，灌木層、草本層的垂直結(jié)構(gòu)單一。人工針闊混交林對(duì)多層次物種多樣性的恢復(fù)和提高有很大作用。

關(guān)鍵詞紅松+白樺人工混交林；紅樺+色赤楊人工混交林；紅松純林；物種多樣性

生物多樣性是維護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要基礎(chǔ)，人們可以用物種多樣性來(lái)定量，表征森林群落和生態(tài)系統(tǒng)的特征。森林是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，這種復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在物種多樣性和遺傳基因上，也體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)特征如垂直層次，水平層次，微生境變化，物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化方面，然而，森林的穩(wěn)定性是靠個(gè)體、種群和生態(tài)系統(tǒng)3個(gè)水平機(jī)制來(lái)維持的，物種和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，主要靠物種的多樣性和復(fù)雜的種間關(guān)系來(lái)維持。所以，物種多樣性的研究，對(duì)了解物種的分布的空間格局和結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，以及對(duì)森林的開發(fā)利用和資源的評(píng)價(jià)有其重要作用。

隨著社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和生物多樣性的重要性日益顯現(xiàn)。近年來(lái)，很多學(xué)者對(duì)生物多樣性的研究提出很多見解，認(rèn)為人工林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性比混交林降低很多；人工針闊混交林結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物多樣性豐富，對(duì)恢復(fù)東北東部山地典型地帶性植被意義重大。

本文通過對(duì)30年生的人工針闊混交林的調(diào)查研究，對(duì)不同林型的物種多樣性進(jìn)行了分析，旨在為提高人工針闊混交林的生態(tài)效益和快速恢復(fù)針闊混交林的資源，提供科學(xué)依據(jù)。

1調(diào)查地區(qū)自然概況

調(diào)查區(qū)域位于遼寧本溪偏嶺鎮(zhèn)新農(nóng)村羊門臉溝，該區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫6.5 ℃，年降雨量800 mm，年蒸發(fā)量1 200 mm，日照時(shí)數(shù)2 400 h，相對(duì)濕度70%，無(wú)霜期147 d，土壤為山地棕色森林土，土層厚度40~60 cm，林型位置為北坡，坡度5~18°，山中下腹，海拔350 m，更新前為殘次林皆伐跡地。紅松(PinusKoraiensis)與白樺(Betulaplatyphylla)，色赤楊(Alnussibirica)混交林及紅松純林于1982年春營(yíng)造，紅松為3年生苗、白樺、色赤楊為1年生苗，造林按20 m×30 m品字形塊狀混交，面積20 hm2，造林株行距為2.0 m×1.5 m，1997年進(jìn)行一次間伐，2005年進(jìn)行第二次間伐?；旖涣种屑t松邊行保存率較低，闊葉樹處于林冠上層，各林型現(xiàn)實(shí)生長(zhǎng)情況見表1。

表1　不同林型的生長(zhǎng)表現(xiàn)

2調(diào)查研究方法

分別在紅松與白樺，紅松與色赤楊，紅松純林內(nèi)選擇樣地，樣地面積600 m2。在樣地內(nèi)測(cè)定喬木層(h>5 m)，灌木層(1.0 m

灌木層設(shè)置面積為10 m×10 m樣方，4個(gè)(對(duì)角線配置)，草本層設(shè)置面積為2 m×2 m樣方5個(gè)。

樣地物種重要值計(jì)算：

Ii=(DRi+FRi+Cri)/3

式中：Ii為第i種植物的重要值；DRi為第i種植物的相對(duì)密度；FRi為第i種植物相對(duì)頻度；Cri為第i種植物的相對(duì)蓋度。

多樣性指數(shù)計(jì)算：

式中：H為多樣指數(shù)；J為均勻度指數(shù)；λ為優(yōu)勢(shì)度指數(shù)；R為豐富度指數(shù)；P為樣地中第i種比例多度，S為植物的物種數(shù)；H最小值為0，最大值為lnS。

3調(diào)查結(jié)果分析

3.1　不同林型的物種重要值

不同林型物種重要值見表2。

表2　不同林型物種重要值

在表2重要值分析中，紅松白樺針闊混交林，紅松與白樺占整個(gè)喬木層中的80%，紅松因邊徑被壓，保存率不如白樺，二樹種是該群落的優(yōu)勢(shì)種，其他伴生的還有水曲柳、柞樹、糠椴、花曲柳；在灌木層中以平榛重要值最高，其他有山里紅、胡枝子、黃花忍冬、疣枝衛(wèi)矛為次優(yōu)樹種；草本層中羊胡苔草、蹄蓋蕨、玉竹占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占61.8%，其次是萎陵菜和雞腿堇菜為次優(yōu)種。

紅松、色赤楊針闊葉混交林中，紅松與色赤楊在喬木層中占82.3%，是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)樹種，伴生樹種有槭樹、黃波羅、柞樹、水曲柳；灌木層中，山里紅、胡枝子、平榛為優(yōu)勢(shì)樹種占77.4%，衛(wèi)矛和山荊子為次優(yōu)樹種；草本層中，羊胡苔草、雞腿堇菜為優(yōu)勢(shì)種，萎陵菜、玉竹、二苞黃精為次優(yōu)種。

紅松純林中，紅松在喬木層中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)91.6%，并有遼東櫟、花曲柳少量樹種伴生。在灌木層中，山里紅為次優(yōu)樹種，其他為平榛、山丁子、衛(wèi)矛等；在草本層中，玉竹、寬葉苔草為優(yōu)勢(shì)種，占草本層中65.7%，雞腿堇菜為次優(yōu)種，還有蹄蓋蕨和尾葉香茶菜伴生。

3.2　不同林型物種多樣性

3.2.1喬木層物種多樣性不同林型物種多樣性指數(shù)，均勻度指數(shù)，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，可以反映林分多樣性的復(fù)雜程度，物種豐富度越大，表明多樣性越復(fù)雜，經(jīng)對(duì)不同林型多樣性的測(cè)定結(jié)果(見表3)，紅松與白樺、紅松與色赤楊在喬木層中物種種類最多，除人工營(yíng)造的紅松、白樺、色赤楊外，還有水曲柳、柞樹、糠椴、花曲柳、黃波羅、槭樹等樹種，且分布比較均勻，而紅松純林喬木層只有以紅松為主一個(gè)優(yōu)勢(shì)樹種，有少量零星分布的遼東櫟、花曲柳等還不足10%。多樣性指數(shù)較低，幾乎為零。而紅松白樺、紅松色赤楊混交林多樣性指數(shù)都能達(dá)到0.60以上。均勻度指數(shù)，也同樣是紅松與白樺、紅松與色赤楊混交林高于紅松純林，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)紅松純林占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，大于紅松與白樺和紅松與色赤楊混交林。

3.2.2灌木層物種多樣性紅松與白樺、紅松與色赤楊混交林在灌木層中植物種類較多，達(dá)10余種(見表3)以平榛、山里紅、羊胡苔草、胡枝子、黃花忍冬等占有一定優(yōu)勢(shì)。同時(shí)還有衛(wèi)矛、山荊子、北五味子、茶條槭、山桃綢李、色木槭、毛榛子等。多樣性指數(shù)在2.3以上，均勻度指數(shù)在0.90左右，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)相對(duì)不明顯，在0.10左右，而紅松純林，在灌木層中多樣性指數(shù)為1.8左右，數(shù)量最少，均勻度指數(shù)為0.871 6，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.183 3，高于混交林。

3.2.3草本層物種多樣性紅松與白樺和紅松與色赤楊混交林植物分布較均勻，多樣性指數(shù)在1.2以上，均勻度指數(shù)在0.8以上，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在0.2以上。

而紅松純林多樣性指數(shù)僅為0.693 1，均勻度指數(shù)為1.0，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為零(見表3)。

表3　不同林型物種多樣性指數(shù)

3.3　不同林型各層次間多樣性的比較

三種不同林型多樣性指數(shù)有一定的變化，在喬木層中，多樣性指數(shù)以紅松與白樺>紅松與色赤楊>紅松純林；均勻度指數(shù)以紅松與白樺>紅松與色赤楊>紅松純林；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)以紅松純林>紅松與白樺>紅松與色赤楊。在灌木層中，多樣性指數(shù)以紅松與色赤楊>紅松與白樺>紅松純林；均勻度指數(shù)以紅松與色赤楊>紅松與白樺>紅松純林；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)以紅松純林>紅松與白樺>紅松與色赤楊；在草本層中優(yōu)勢(shì)度指數(shù)以紅松與色赤楊>紅松與白樺>紅松純林；均勻度指數(shù)紅松純林>紅松白樺>紅松色赤楊；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)以紅松與白樺>紅松與色赤楊>紅松純林。

4小結(jié)

紅松與白樺和紅松與色赤楊人工針闊混交林垂直結(jié)構(gòu)，冠層復(fù)雜，有兩個(gè)林冠層以上，并有水曲柳、柞樹、黃波羅、槭樹等伴生樹種，在各層次物種多樣性均高于紅松純林。

兩種人工針闊混交林和紅松純林，在喬木層中，多樣性指數(shù)以紅松白樺>紅松色赤楊>紅松純林；均勻度指數(shù)是紅松白樺>紅松色赤楊>紅松純林；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)是紅松純林>紅松白樺>紅松色赤楊，在灌木層中，多樣性和均勻度指數(shù)都是紅松色赤楊>紅松白樺>紅松純林。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)是紅松純林>紅松白樺>紅松色赤楊。在草本層中，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)是紅松與色赤楊>紅松與白樺>紅松純林；均勻度指數(shù)是紅松純林>紅松與白樺>紅松與色赤楊；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)是紅松與白樺>紅松與色赤楊>紅松純林。

紅松純林在各層次中植物種類和數(shù)量較少，但也有明顯的優(yōu)勢(shì)樹種存在，人工針闊混交林物種多樣性變化比較復(fù)雜，無(wú)論是喬木層、灌木層和草本層物種多樣性都明顯高于紅松純林，這對(duì)復(fù)層林分物種多樣性的恢復(fù)和提高有很大的作用。

Study on Species Diversity of Different Forest Types

Tian Yongxia

(Bureau of Forestry in Kuandian County, Dandong 118200,China)

AbstractSpecies diversity of three forest types (mixture plantation of Pinus koraiensis+Betula platyphylla, mixture plantation of Pinus koraiensis+Alnus sibirica and pure forest of Pinus koraiensis) were analyzed. Result shows that mixed plantation of coniferous and broadleaf of Pinus koraiensis+Betula platyphylla and Pinus koraiensis+Alnus sibirica all have rich species, more number, and are much higher than that of pure forest of Pinus koraiensis;species diversity of all levels are optimal than that of pure forest of Pinus koraiensis;mixed plantation of coniferous and broadleaf have complicate levels,and rich vertical diversity;the pure forest of Pinus koraiensis has only one main canopy layer;the vertical structure of shrub layer, herb layer are single. Mixed plantations of coniferous and broadleaf have significant roles on restoration and improvement on multi-level species diversity.

Key wordsmixture plantation of Pinus koraiensis+Betula platyphylla;mixture plantation of Pinus koraiensis+Alnus sibirica;pure forest of Pinus koraiensis;species diversity

作者簡(jiǎn)介：田永霞(1976-)，男，遼寧寬甸人，大專，高級(jí)工程師，從事森林經(jīng)營(yíng)和生態(tài)保護(hù)工作.

收稿日期：2015-07-28

中圖分類號(hào)：S714

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.015

文章編號(hào)：1005-5215(2016)01-0037-03