培育措施對桉樹人工林林下物種多樣性的影響

秦明星 陳杰

摘 要 近年來，桉樹人工林在我國得到了較為迅速的發(fā)展。在其獲得較大社會及經(jīng)濟效益的同時，其所帶來的生態(tài)環(huán)境問題也引起了人們高度重視，對此，需要通過科學措施的應(yīng)用做好影響情況的控制?；诖?，結(jié)合培育措施對桉樹人工林林下物種多樣性的影響進行一定的研究。

關(guān)鍵詞 培育措施；桉樹人工林；林下物種；多樣性

中圖分類號：S718.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.12.047

桉樹是桃金娘科桉樹屬植物的總稱，具有速生豐產(chǎn)、抗逆性強、適應(yīng)性廣的特點，并在不斷的發(fā)展與應(yīng)用中成為了世界三大造林樹種之一。桉樹從1890年引入到我國，目前已廣泛栽植于海南、福建、江西、廣東以及湖南等省區(qū)。在桉樹人工林不斷發(fā)展的過程中，其在獲得巨大社會及經(jīng)濟效益的同時也帶來了一定的生態(tài)環(huán)境問題，并受到了人們的關(guān)注與爭論，其中桉樹人工林林下生物的多樣性是一項焦點問題。目前，有觀點認為，桉樹人工林的發(fā)展對生物多樣性造成了負面影響，使生物多樣性出現(xiàn)下降情況；也有觀點認為，桉樹人工林在生物多樣性方面沒有影響。在本研究中，從不同培育措施角度對桉樹人工林林下植物的多樣性進行研究，為桉樹人工林的未來可持續(xù)、合理栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)域概況

本次試驗選在我國廣西柳州市鹿寨縣，該區(qū)域年平均溫度20.4 ℃，極端最高氣溫38 ℃，最低氣溫0 ℃，年平均日照時間1 597 h，年平均相對濕度78%，片平均降雨量1 483.8 mm，屬亞熱帶山地季風氣候。試驗區(qū)域海拔在100～650 m，土壤類型有紅壤、黃壤以及棕壤等。桉樹人工林主要在該地區(qū)的中低山低矮種植，自成群落，或同思茅松、南樺等混交[1]。

1.2 研究方式

1）造林方式，分別為扦插苗、實生苗。2）造林密度，為1 654株/hm2與1 987株/hm2。3）撫育管理，施肥一次不撫育管理與施肥一次后砍灌鋤草這兩種方式。4）調(diào)查方法。每年的10月—11月，通過樣方調(diào)查方法的應(yīng)用對15 m×15 m的投影面積進行設(shè)置作為調(diào)查樣地，其通常設(shè)置在桉樹人工林分的核心區(qū)域，在不同試驗處理方式中，樹木種植具有基本一致的立地條件，以此避免受到立地條件以及邊緣效應(yīng)的影響。之后，將樣地劃分為25個3 m×3 m的小樣方，對每塊樣地做好土壤類型、坡向、破位、海拔高度以及土層厚度等立地因子的記錄。在經(jīng)過對樣地調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)一計算整理后，根據(jù)綜合反映桉樹人工林臨夏植物多樣性狀況的豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)（D）以及Shannon-wiener（H）指數(shù)進行方差分析，以此對不同措施下桉樹人工林林下植物多樣性存在的差異進行分析與比較[2]。

1.2.1 喬木調(diào)查

在設(shè)置樣地之后，對樣地內(nèi)桉樹人工林的胸徑、樹高、生活力、品種以及株數(shù)等指標進行全面調(diào)查。

1.2.2 灌木層草本層調(diào)查

在草本以及灌木調(diào)查中，調(diào)查樣方為試驗林地4個角小樣方以及處于樣地中心位置的小樣方，在每塊地內(nèi)，對共5個3 m×3 m的樣方進行選取，分別做好樣方內(nèi)草本種類、灌木種類、株數(shù)/叢數(shù)、高度、蓋度以及地徑等指標的記錄。而對于在野外無法確定的物種，則需要再做好樣本采集的情況下對其進行進一步的鑒定[3]。

1.2.3 物種多樣性測度

1）豐富度指數(shù)，即目標區(qū)域內(nèi)物種出現(xiàn)的總數(shù)。

2）Simpson指數(shù)（D），其計算公式為：

3）Shannon-wiener（H）指數(shù)，其計算公式為：

4）Pielou均勻度指數(shù)（E），其計算公式為：

在式中，Pi為種i的個體數(shù)同樣方個體種樹之間的比值，N為樣方的物種數(shù)，Ni為種i的個體數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同造林方式

2.1.1 灌木層物種多樣性

物種豐富度指數(shù)是反映群落多樣性的一項重要指標。在本試驗中，應(yīng)用了扦插苗以及實生苗兩種不同的造林方式，在林下灌木層物種豐富度指數(shù)上，扦插苗為13種、實生苗為14種，在這兩種不同的造林方式中，在具體物種豐富度指數(shù)方面存在較大的差異。多樣性指數(shù)是將個體數(shù)、分布特征以及物種數(shù)等信息進行結(jié)合處理的一個統(tǒng)計量，能夠以定量的方式反映林分中物種的變化程度、均勻性以及豐富度，在不同造林方式的灌木層多樣性指標方面，扦插苗同實生苗相比要大，具體數(shù)據(jù)見表1。

2.1.2 草本層物種多樣性

如表2所示，在草本層，不同造林情況下物種豐富度指數(shù)不存在較大的差異。在多樣性指數(shù)方面，則存在著一定的差異，同實生苗相比，扦插苗的D指數(shù)要小，H指數(shù)差異不大，E指數(shù)扦插苗要高于實生苗。該種情況出現(xiàn)的原因，即桉樹在以實生方式種植后，具有較多的分枝，自然整枝能力相對較差，具有較大的冠幅、較少的光照且枝下高度較低，并因此對草本種類以及林下灌木的正常生產(chǎn)產(chǎn)生了一定的抑制作用。在無性系造林處理后，人工幼林具有較快的生長速度，在自然整枝能力方面表現(xiàn)較強，枝葉稀疏，冠幅較小，喬木層郁閉度減少，在對林下光照進行增加的情況下使林下的草本以及灌木都能夠正常的生長。而在進一步對兩種方式的物種多樣性指數(shù)進行方差分析后了解到，在不同造林方式下，在林下植物物種多樣性方面存在的影響不顯著[4]。

2.2 不同造林密度

2.2.1 灌木層物種多樣性

在人工林種植中，造林密度將對其生產(chǎn)力具有重要的影響。在造林密度不同的情況下，將樹木間對養(yǎng)分、陽光的競爭空間進行改變。在本研究中，對兩種不同密度之下林下物種豐富度指數(shù)進行調(diào)查后得到的數(shù)據(jù)見表3。

根據(jù)數(shù)據(jù)可以了解到，在不同密度情況下兩者具有較大的差異，在1 987株/hm2密度下，D、H、E指數(shù)都要低于1 654株/hm2。即同1654株/hm2相比，1 987株/hm2情況下的灌木層多樣性指數(shù)要低。

2.2.2 草本層物種多樣性

根據(jù)表4的數(shù)據(jù)可以了解到，不同密度下草本層物種的豐富度指數(shù)差異不大。從多樣性指數(shù)來看，1 987株/hm2密度下，D、H、E在指數(shù)方面都要高于1 654株/hm2，即同1 654株/hm2相比，1 987株/hm2的造林密度相對較低。根據(jù)方差分析發(fā)現(xiàn)，不同造林密度下對桉樹人工林下灌木層物種豐富度指數(shù)影響較為顯著。該種情況的原因，即在不同造林密度情況下，改變了樹木間在養(yǎng)分、陽光的競爭空間，對于密度較大的林分，林木在養(yǎng)分以及陽光方面具有較大的競爭，同密度小林分相比，大密度林分較早郁閉，并因此使林下物種在養(yǎng)分以及光照方面存在供應(yīng)不足情況，并因此降低了物種的多樣性[5]。

2.3 不同撫育管理措施

2.3.1 灌木層物種多樣性

同進行撫育管理的桉樹人工林林下灌木層物種相比，無撫育管理情況下灌木層在豐富度指數(shù)、D、H指數(shù)方面都明顯較高。且在使用不同撫育管理措施的情況下，不同指標間也存在著較大的差異。在實驗中，不撫育管理的為33種，只施肥1次的為5種，一次施肥+全除草一次的13種。幾者相比，不進行撫育管理的林下灌木層物種就有的豐富度最高，僅僅進行一次施肥同施肥一次+全除草一次相比豐富度較少。即在幾種方式中，不進行撫育管理的灌木層物種在各類指數(shù)方面都較高。

2.3.2 草本層物種多樣性

對不同撫育方式下林下草本層豐富度指數(shù)分析，不撫育管理的為16種，只進行一次施肥的為18種，進行一次施肥+一次全除草處理的為16種。從結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同撫育管理方式情況下，草本層物種豐富度受到的影響并不大，但在多樣性指數(shù)方面具有一定的影響，即不進行撫育管理的指標值高于進行一次施肥+一次全除草處理以及只進行一次施肥這兩種方式。根據(jù)方差分析發(fā)現(xiàn)，在不同撫育管理措施下，對桉樹林下灌木層物種豐富度具有較為顯著的影響，但在草本層物種豐富度影響方面并不顯著，且其余多樣性指數(shù)受到的影響也不顯著。該種情況的存在，即因在對人工撫育林分進行除草割灌處理后，林下植物在數(shù)量、蓋度以及種類方面度具有了較為明顯的減少，并因此對林下物種的多樣性產(chǎn)生影響[6]。

3 結(jié)語

林下植物對土壤肥力以及人工林生產(chǎn)力有著直接的影響，甚至會對人工林的可持續(xù)經(jīng)營造成威脅，因此成為了現(xiàn)階段的一項研究重點?；诖?，對培育措施對桉樹人工林林下物種多樣性的影響進行了一定的研究，并獲得了一定的結(jié)果。需要了解的是，人工林林下植物物種多樣性有著動態(tài)的變化過程特征，在不同氣候、地域條件下，將獲得不同的變化與結(jié)果，所以需要在未來工作中進一步加強研究。

參考文獻：

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（責任編輯：劉昀）