撫育間伐對華北落葉松林分草本植物多樣性的影響研究

李云飛 鄧麗娟 陳繼東 平麗麗 屈柏林 董寧

摘? 要：以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類型為研究對象，分析撫育間伐對華北落葉松林分草本多樣性的影響。結(jié)果表明：（1）未撫育間伐的不同類型的華北落葉松林分，草本物種豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。（2）撫育間伐后的不同類型的華北落葉松林分，林下草本的物種豐富度、蓋度、多樣性指數(shù)和物種均勻度指數(shù)均增加，且隨著撫育間伐后年份的增加呈上升趨勢。

關(guān)鍵詞：撫育間伐;華北落葉松;植物多樣性

中圖分類號 S79文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）04-0074-02

森林撫育是培育森林的基礎(chǔ)和關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，也是森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營的重要組成部分[1]。合理的森林撫育能夠使森林結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，物種多樣性得到有效恢復(fù)，森林的穩(wěn)定性得到提高，并能促進森林涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保持水土等生態(tài)功能的進一步發(fā)揮。本研究以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類型為研究對象，分析撫育間伐對華北落葉松林分的草本植物多樣性的影響，對科學(xué)評價華北落葉松林的森林撫育成效，促進冀北山地森林的可持續(xù)經(jīng)營具有重要意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 河北省木蘭圍場國有林場管理局（木蘭林管局）位于河北省圍場縣滿族蒙古族自治縣境內(nèi)，地理坐標為N41°35′～42°40′，E116°32′～117°14′，距承德140km、北京340km。全年無霜期67～128d，年平均氣溫-1.4～4.7℃，年降水量在380～560mm，主要集中在7—9月，年蒸發(fā)量1462～1556mm，平均相對濕度63%。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查 2013年8月，在木蘭林管局孟灤林場選取立地條件較為一致的華北落葉松林分設(shè)置固定樣地，樣地類型分華北落葉松純林、落樺混交林、落油混交林，優(yōu)勢樹種均為華北落葉松。每種林分各設(shè)1組（撫育與對照）樣地，共6塊，面積為50m×50m。撫育樣地間伐強度20%～25%（表1），在每塊樣地的4角及中心位置分別設(shè)5個5m×5m的灌木樣方和1m×1m的草本樣方，調(diào)查樣方內(nèi)灌草層物種的種類、數(shù)量、高度和蓋度。2013年對撫育樣地（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和對照樣地（CK-Ⅰ、CK-Ⅱ、CK-Ⅲ）進行調(diào)查，2014和2016年重復(fù)測量。

1.2.2 指標測定 森林生物多樣性在某種程度上是衡量森林質(zhì)量的重要指標，可直接反映林分的結(jié)構(gòu)特征和生態(tài)功能的差異。本研究采用常用的物種多樣性指數(shù)，包括物種豐富度指數(shù)（S）[2]、Simpson多樣性指數(shù)（D）[3]、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）[4]和Pielou均勻度指數(shù)（E）[4]，各指標計算公式如下：

（1）豐富度指數(shù)：以樣方中物種的數(shù)目表示物種豐富度。

（2）Simpson多樣性指數(shù)：

（3）Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：

（4）Pielou均勻度指數(shù)：

研究通過EXCEL完成調(diào)查數(shù)據(jù)的計算及圖表繪制，運用SPSS17.0對數(shù)據(jù)進行單因子方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 撫育間伐前草本的多樣性 對2013年（伐前）各林分類型草本層物種豐富度及多樣性指數(shù)進行計算，結(jié)果如表2所示。由表2可知，各樣地物種豐富度在6.4～11.7，落樺混交林物種豐富度最高?？傮w上看，不同林分類型草本植物豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。

2.2 撫育間伐后草本的多樣性 對撫育間伐后各林分類型草本層物種豐富度及多樣性進行計算，結(jié)果如表3所示。由表3可知，撫育間伐后，與對照樣地相比，各類型林分草本層物種豐富度及多樣性指數(shù)均出現(xiàn)小幅增長。相比2014年，2016年各類型林分的林地草本豐富度均有明顯提高，撫育樣地的草本豐富度增長更為明顯，這與撫育后林分密度降低，林間空隙增大，一些喜光的草本種類有所增加有關(guān)。

2016年各樣地的草本多樣性指數(shù)均大于2014年，這是由于撫育后第3年，在林地草本物種數(shù)量略微增加的基礎(chǔ)上，其數(shù)量、蓋度有所增加，因而多樣性指數(shù)有所提高，這也與李春義[5]提出的短期撫育間伐對林地草本多樣性的研究結(jié)果相一致。撫育后，各樣地的Pielou均勻度指數(shù)均有所提高，但撫育樣地和對照樣地相比，并未呈現(xiàn)特別明顯的變化規(guī)律，這可能由于在間伐初期，林地光照不均，草本的生長在短時期內(nèi)還未能夠均勻分布。

3 結(jié)論

森林撫育改變了華北落葉松的林分結(jié)構(gòu)，在短期內(nèi)增加了林分光照，但在作業(yè)過程中，也破壞了原有的地表結(jié)構(gòu)和林下植被，從而影響林下草本植物的多樣性。通過本研究得出：（1）未撫育間伐的不同類型的華北落葉松林分的草本植物物種豐富度表現(xiàn)為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。（2）撫育間伐后的不同類型的華北落葉松林分，林下草本的物種豐富度、蓋度和多樣性指數(shù)均增加，且隨著撫育間伐后年份的增加呈上升趨勢。撫育間伐后各樣地的分布均勻度指數(shù)均有所提高，但撫育樣地和對照樣地相比，并未呈現(xiàn)特別明顯的變化規(guī)律。

參考文獻

[1]楊新兵，張偉，張建華，等.生態(tài)撫育對華北落葉松幼齡林枯落物和土壤水文效應(yīng)的影響[J].水土保持學(xué)報，2010（1）：119-122.

[2]劉紅梅.秦淮河流域主要林分類型結(jié)構(gòu)特征研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2010：45-46.

[3]任立忠，羅菊春，李新彬.撫育采伐對山楊次生林植物多樣性影響的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，22（4）：14-17.

[4]Pielou E C.The measurement of diversity in different types of biological collections[J]Journal of Theoretical Biology，1966，238（13）：131-135.

[5]李春義.撫育間伐對北京山區(qū)側(cè)柏、油松人工林林下植物的影響[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2007：61-63.

（責(zé)編：張宏民）