3 種天然次生林的物種多樣性比較研究

魏宏通

(永泰藤山省級自然保護區(qū)管理處， 福建福州350700)

天然林主要包括原始林和天然次生林,是自然界中群落最穩(wěn)定、生態(tài)功能最完備、生物多樣性最豐富的陸地生態(tài)系統(胡云龍等,2003)。 與人工林相比,林分結構多樣化,林分層次更為復雜,植物種類豐富多樣,群落恢復能力和對病蟲害的抵抗能力更強,而且具有維持土壤肥力、水源涵養(yǎng)等功能,在保護生物多樣性、維護生態(tài)穩(wěn)定性和調節(jié)碳氮平衡等方面具有重要作用(徐化成,1991)。

福建省永泰藤山省級自然保護區(qū)屬于中亞熱帶向南亞熱帶過渡的地帶,以常綠闊葉林為主,保護區(qū)內植被主要是原始林和天然次生林,含有南方紅豆杉(Taxus wallichianavar.mairei)、花櫚木(Ormosia henryi)、喜樹(Camptotheca acuminata)等國家級保護植物。 目前,區(qū)內天然林保護與研究工作已取得積極成效,但在打破“絕對保護”,如何掌握合理的保護尺度,更好地發(fā)揮天然林資源多功能利用,促進群落良性演替等問題上仍有待商榷。 因此,本文通過對區(qū)內不同天然林分展開調查,研究不同林分下不同群落層次的物種多樣性,以期為人工實施合理干預、合理經營,激發(fā)天然林潛力,促進森林資源的可持續(xù)性發(fā)展提供借鑒意義。

1 試驗地概況

永泰藤山省級自然保護區(qū)位于福建省永泰縣,地理位置北緯 25°39′43″～25°51′40″,東經118°30′23″～119°09′06″,保護區(qū)占地面積超 21 204.59 hm2,涵蓋永泰縣塘前鄉(xiāng)、城峰鎮(zhèn)、嶺路鄉(xiāng)、葛嶺鎮(zhèn)等8 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的21 個行政村。 以山地丘陵地貌為主,屬亞熱帶海洋性季風氣候,夏季高溫多雨,冬季溫和少雨,土壤主要為紅壤。

2 試驗方法

2.1 調查方法

在永泰藤山保護區(qū)內選取坡位、坡向和郁閉度等環(huán)境條件相似的3 種天然次生林,分別是位于嶺路鄉(xiāng)七斗村的以杉木和馬尾松為建群種的天然次生針葉林,位于城峰鎮(zhèn)高峰村以米櫧為建群種的天然次生闊葉林,位于葛嶺鎮(zhèn)萬石村的以絲栗栲和柳杉為建群種的天然次生針闊混交林,每個林分內設置1 個100 m×100 m 的調查樣地,樣地內選擇目標種群分布較均勻的地塊設置10 個10 m×10 m 喬木層樣方,每個喬木層樣方內取2 個對角設置2 個5 m×5 m 的灌木層樣方,以及取2 個對角和1 個中心設置3 個1 m×1 m 的草本層樣方。 喬木層物種起測徑階為4 cm,記錄喬木層和灌木層的物種名、胸徑或地徑、株數、株高等指標,記錄草本層物種名、株數和蓋度等指標。 根據《中國植物志》對物種進行科屬分類。

2.2 多樣性測定

通過調查和統計,并采用物種重要值、物種豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數和優(yōu)勢度指數等指標來反映該群落中各群落層次的物種多樣性程度(馬克平等,1995；馬克平,1994)。

3 結果與分析

3.1 不同天然林分下的物種組成

由表1 可知,以杉木和馬尾松為建群種的針葉林喬木層包含7 科10 屬12 種,灌木層包含13 科 15 屬 17 種,草本層則有 12 科 14 屬 14 種,共 31 科 39 屬 43 種。 喬木層以殼斗科和柏科物種數較多,殼斗科包含2 個屬3 個種,柏科包含2 個屬2 個種；灌木層重要值最高的物種是黃瑞木(0.435),以豆科物種數較多,含2 個屬3 個種；草本層以里白的重要值為最高(0.443),里白科和菊科的物種數較多,其它科均只有1 種。

以米櫧為建群種的闊葉林,喬木層物種有8 科11 屬14 種,灌木層包括13 科17 屬18 種,草本層有12 科14 屬14 種,共25 科36 屬40 種(表2)。 喬木層以殼斗科和樟科闊葉樹種為主,殼斗科含3 個屬2 個種,樟科含2 個屬3 個種；灌木層優(yōu)勢種是米櫧,重要值最大,為0.294,其次是馬尾松(0.256)；草本層重要值最大的是芒萁(0.406)。

表1 杉木-馬尾松林物種組成Table 1 Cunninghamia lanceolata-Pinus massoniana forest species composition

表2 米櫧林物種組成Table 2 Castanopsis carlesii forest species composition

由表3 可知,以絲栗栲和柳杉為建群種的針闊混交林,喬木層有12 科14 屬18 種,灌木層12 科 16 屬 21 種,草本層 20 科 25 屬 26 種,共 39 科 55 屬 65 種。 喬木層樟科物種數最多,含 2個屬4 個種；灌木層唇形科物種較多,含2 個屬4 個種,其次是茜草科,包括3 個屬3 個種,唇形科紫珠屬杜虹花的重要值最大(0.290)；草本層則是以禾本科植物為主,如重要值較為靠前的五節(jié)芒(0.333)和淡竹葉(0.208)。

表3 絲栗栲-柳杉林物種組成Table 3 Castanopsis fargesii-Cryptomeria japonica var. sinensis forest species composition

續(xù)表3Table 3(Continued)

3.2 不同天然林分的物種多樣性分析

由表4 可知,不同天然林分的物種豐富度指數,灌木層均高于喬木層和草本層,絲栗栲和柳杉為建群種的針闊混交林不同群落層次的物種豐富度指數、多樣性指數均高于杉木-馬尾松林、米櫧林；3 種天然林分不同群落層次均勻度指數總體較高,物種分布相對均勻；米櫧林喬木層優(yōu)勢度指數較高,重要值靠前的喬木層樹種在該群落中地位突出；其它林分群落層次的優(yōu)勢度指數相對較低,物種分布錯落有致。

4 結論與討論

物種組成種類、數量和空間分布均會影響群落格局(高東等,2010)。 在群落中,建群種或優(yōu)勢種較為單一且地位突出時,對環(huán)境資源的競爭力更強,同時也會對其它物種的生長繁殖產生一定的抑制作用,可人工進行適當間伐干預,引導群落良性發(fā)展。 本研究中,以杉木和馬尾松為建群種的針葉林物種共31 科39 屬43 種,以米櫧林為建群種的闊葉林物種共25 科36 屬40 種,二者的科屬數量、物種數量均小于以絲栗栲和柳杉為建群種的針闊混交林(共39 科55屬65 種),針闊混交林物種多樣性指數也較高。 徐化成(1991)認為,群落中樹種多樣性越大,越不容易遭受病蟲害。 杉木和馬尾松均是速生樹種,且馬尾松易受松材線蟲病侵害,影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性,因此可適當撫育間伐,留優(yōu)去劣,調整林分密度和群落結構；米櫧林中,米櫧在喬木層和灌木層中重要值均為第一,說明米櫧對該環(huán)境的適應性較強,易于生存和繁殖。 當共享資源不足時,種間競爭強度會加大,適應性較強的物種對環(huán)境資源的利用率更高,而對適應性較差的物種則可能被淘汰,不利于維持物種多樣性(曾欽朦等,2018)。 因此,米櫧林可適當進行人工間伐,留稀去密。 物種多樣性的增加還能促進植物生物量的積累(楊揚等,2016)。杉木-馬尾松林、米櫧林的喬木層、灌木層和草本層重要值排第一的物種重要值均相對應大于絲栗栲-柳杉針闊混交林,表明杉木-馬尾松林和米櫧林不同群落層次的生物量累積較為集中,在一定程度上削弱了其它物種的生物量累積。 絲栗栲-柳杉林的灌草層物種豐富度指數和多樣性指數均高于喬木層,可適當對灌草進行劈草、間伐,促進喬木層林木生長。

表4 不同天然林分的物種多樣性指標Table 4 Species diversity indicators of different natural forest stands

根據本研究可知,針葉林和闊葉林喬木層可適當間伐,針闊混交林灌草層需適當采伐,而且,針闊混交林林下灌草層物種更為豐富,具體原因有待深入探究。 綜上所述,對天然次生林資源的管理要結合實際,撫育強度需根據群落的多樣性情況,通過人工干預維護物種多樣性。同時,也且有待建立起具有可操作性的、同時有利于天然次生林可持續(xù)經營的管理技術標準。