不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林林下植物多樣性的影響

詹桂堯

摘 要：撫育間伐對(duì)杉木人工林的林下植物多樣性具有重要影響。該文通過對(duì)尤溪國有林場不同撫育間伐處理下的杉木人工林林下植物多樣性進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)果表明：撫育間伐能夠提高林下植物多樣性，間伐強(qiáng)度越大，物種數(shù)量越多；中度間伐處理杉木人工林林下植物多樣性指數(shù)最高；杉木人工林間伐3年，林下灌木層植物多樣性變化較大，草本層植物多樣性變化不明顯。

關(guān)鍵詞：杉木人工林；間伐處理；植物多樣性

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）16-0111-06

Effects of Different Thinning Intensities on Undergrowth Plant Diversity of Cunninghamia lanceolata Plantation

Zhan Guiyao

（Forestry Bureau of Youxi County，Youxi 365100，China）

Abstract：Tending thinning has important influence on understory plant diversity of Chinese fir plantation.The results showed that tending thinning can improve the diversity of understory plants，the greater the intensity of thinning，the more the number of species.The results showed that：tending thinning could improve the diversity of understory plants；moderate intercropping treatment of Chinese fir plantation forest under the highest diversity index；Cunninghamia lanceolata plantation，3 years of thinning treatment，plant diversity under the forest shrub varied greatly，herbaceous plant diversity changes were not obvious.

Key words：Cunninghamia lanceolata plantation；Thinning treatment；Plant diversity

杉木是我國特有的針葉用材樹種，具有出材率高、材質(zhì)優(yōu)良、適應(yīng)性廣和經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，是我國南方地區(qū)最主要的用材林造林樹種之一[1]。但由于大面積營造杉木人工林存在林分結(jié)構(gòu)簡單、土壤肥力衰退、抗逆性差等問題，制約著杉木純林的可持續(xù)發(fā)展[2-4]。作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，林下植物對(duì)于維護(hù)和改善林分物種多樣性、促進(jìn)人工林生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分的循環(huán)和有效利用，改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)特征、提高林分涵養(yǎng)水源的能力、優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)以及發(fā)展更高級(jí)的群落等方面都具有獨(dú)特的功能和作用[5]。撫育間伐是森林撫育管理主要手段之一，能夠增加森林蓄積量，改善木材質(zhì)量，是改變林分結(jié)構(gòu)和林下植被的一種技術(shù)[6]。因此，研究不同間伐處理對(duì)于林下植被多樣性的影響具有重要意義。

本文通過對(duì)尤溪國有林場不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林林下植物多樣性進(jìn)行調(diào)查研究，分析比較不同間伐強(qiáng)度對(duì)杉木人工林林下植物多樣性的影響，旨在為閩中山區(qū)杉木人工林林分間伐作業(yè)提供一定的理論依據(jù)。

1 研究地概況

研究地位于福建省三明市尤溪國有林場坂面古跡口工區(qū)。尤溪國有林場始建于1963年，擁有林分面積1.33萬hm2，其中商品林約1萬hm2，是福建省第二大國有林場。研究地屬中亞熱帶氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，年均氣溫19.5℃，無霜期300d左右，年日照1700h左右，年降水量約1600mm，相對(duì)濕度83%。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置 根據(jù)前期對(duì)尤溪國有林場坂面古跡口工區(qū)杉木人工林立地條件等因子進(jìn)行詳細(xì)踏查。選擇立地條件基本一致的20年生杉木人工林，于同一坡面中坡位設(shè)置了3個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組隨機(jī)設(shè)置4種處理，按間伐強(qiáng)度分為對(duì)照處理、弱度處理、中度處理和強(qiáng)度處理，共設(shè)置固定樣地12個(gè)。每塊樣地面積20m×20m，在不同處理之間的間隔均為10m。采用單株間伐方式于2011年3月完成間伐作業(yè)，每塊樣地均用紅色尼龍繩圈出，掛上樣地號(hào)，防止混亂。各處理林分基本概況見表1。

2014年4月份在每個(gè)固定樣地內(nèi)，隨機(jī)設(shè)計(jì)3個(gè)5m×5m的灌木樣方和3個(gè)1m×1m的草本樣方，詳細(xì)記錄每個(gè)樣方中出現(xiàn)的灌木和草本的種類、多度等，將更新的喬木幼苗（包括直徑<4cm的小喬木）統(tǒng)計(jì)在灌木樣方。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 相關(guān)計(jì)算公式如下：

（1）植物重要值=相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度或相對(duì)蓋度；

相對(duì)多度（%）=（某種植物的個(gè)體數(shù)/植物總個(gè)體數(shù)）×100；

相對(duì)頻度（%）=（該種的頻度/所有種的頻度總和）×100；

相對(duì)蓋度（%）=（某種植物個(gè)體蓋度/樣方中全部個(gè)體蓋度）×100；

相對(duì)顯著度（%）=（某種植物個(gè)體地徑斷面積/樣方中全部個(gè)體地徑斷面積總和）×100。

（2）多樣性指數(shù)（H）采用Shannon-wiener指數(shù)計(jì)算，H=-[i=1S（pilnpi）]，S為物種的總數(shù)，Pi為第i種植物的個(gè)體數(shù)量占全部植物的個(gè)體數(shù)量的比例。

（3）均勻性指數(shù)采用Pielou均勻性指數(shù)計(jì)算，J=H/Hmax，Hmax為理論上最大的多樣性指數(shù)，即Hmax=LnS。endprint

（4）優(yōu)勢度指數(shù)C采用Simpson計(jì)算，C=[i=1S（pi）2]。

3 結(jié)果與分析

3.1 對(duì)照處理林分林下植被組成

3.1.1 對(duì)照處理林分灌木層組成 未進(jìn)行間伐管理的林分共有灌木16種，其中主要優(yōu)勢種為赤楠和冬青，重要值最大的是赤楠，達(dá)到46.22，赤楠為叢生，在杉木林分中，部分地方杉木生長長勢差，林下光線較充足，赤楠生長快（表2）。

3.1.2 對(duì)照處理草本層組成 未進(jìn)行間伐管理的林分共有草本植物8種，主要為陰生草本植物，其中淡竹葉為主要優(yōu)勢種，其重要值達(dá)到134.58（表3）。

3.2 弱度處理林分林下植被組成

3.2.1 弱度處理灌木層組成 弱度間伐處理人工林林下灌木共有21種，比對(duì)照處理多5種，優(yōu)勢種不明顯，重要值超過20的有寒莓、格藥柃、天女花、毛冬青、細(xì)齒葉柃、山礬（見表4）。

3.2.2 弱度處理草本層組成 弱度間伐處理人工林林下草本共有10種，比對(duì)照處理多2種，草本變化不明顯。其中優(yōu)勢種有淡竹葉和芒，相比于對(duì)照處理，在間伐的空隙，芒生長速度快（表5）。

3.3 中度處理林分林下植被組成

3.3.1 中度處理灌木層組成 中度間伐處理的杉木人工林林下灌木植物共23種，較之弱度處理，種類增加2種。灌木層主要優(yōu)勢種是赤楠，重要值為46.34，其次是格藥柃，重要值為29.53，杉木萌發(fā)條較多，需要進(jìn)行撫育管理（表6）。

3.3.2 中度處理草本層組成 中度間伐處理草本層植物共10種，其中主要優(yōu)勢種為淡竹葉、芒萁和芒，中度處理草本層種類和弱度處理的一樣，這與間伐時(shí)間跨度較大有關(guān)，間伐時(shí)間跨度越大，草本變化越不明顯[7]（見表7）。

3.4 強(qiáng)度處理林分林下植被組成

3.4.1 強(qiáng)度處理灌木層組成 強(qiáng)度間伐處理杉木人工林林下灌木共有27種，其中赤楠重要值最大，為54.32，其次為格藥柃，重要值為37.33。強(qiáng)度間伐處理，使林下陽光充足，杉木更容易萌發(fā)（見表8）。

3.4.2 強(qiáng)度處理草本層組成 強(qiáng)度間伐處理草本植物共10種，主要優(yōu)勢種為淡竹葉、芒萁和芒，其中淡竹葉重要值最大，為75.06，較之對(duì)照處理，重要值有所下降，主要是陽光充足，陽性草本植物能夠更好的生長（見表9）。

3.5 各處理各層次多樣性比較 通過對(duì)各林分多樣性進(jìn)行對(duì)比，可知，對(duì)照處理杉木人工林各層次多樣性指數(shù)最低，中度處理灌木層、草本層及總體多樣性指數(shù)均最大，林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。強(qiáng)度處理林下植物種類最多，灌木層植物為強(qiáng)度處理>中度處理>弱度處理>對(duì)照處理，草本層植物種類變化不大，主要為陰生植物減少，陽生植物增多（見表10）。

4 結(jié)論與討論

人為干擾是種群動(dòng)態(tài)變化的重要因素之一，通過改變林分立地條件、環(huán)境因子等許多復(fù)雜的過程使林分群落發(fā)生變化，最終改變其演替方向。撫育間伐管理能夠提高杉木林分的生長量和木材品質(zhì)，促進(jìn)人工林優(yōu)產(chǎn)[7]。本文通過對(duì)尤溪國有林場杉木人工林進(jìn)行間伐管理，研究不同間伐強(qiáng)度處理下林下植物多樣性的變化。結(jié)果表明，間伐管理都能提高林下植物多樣性，其中中度處理植物多樣性指數(shù)最高，強(qiáng)度處理下，物種種類最多，植物分布更均勻。撫育間伐管理對(duì)林下灌木影響要大于對(duì)草本的影響，這與間伐時(shí)間跨度大存在一定的關(guān)系，間伐時(shí)間越久，灌木層變化越明顯，而草本層則在間伐短期內(nèi)變化較大[8]。撫育間伐管理對(duì)林下植物多樣性受到各種因素影響[9-10]，要清楚了解林下植物種多樣性變化過程，需要更多的空間和時(shí)間跨度調(diào)查，采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法，以便全面掌握間伐后林下植物多樣性的變化機(jī)理，掌握合理的林分間伐強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)杉木人工林的可持續(xù)、科學(xué)經(jīng)營。

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（責(zé)編：張宏民）endprint