間伐對生態(tài)公益林的影響研究進展

楊振意, 薛 立

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院, 廣東 廣州 510642)

間伐對生態(tài)公益林的影響研究進展

楊振意, 薛 立*

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院, 廣東 廣州 510642)

對生態(tài)公益林林下植物的影響進行了綜述，包括間伐強度及間伐對林下植物種類、多樣性和植被生物量的影響。表述結(jié)果為：間伐后林下耐蔭植物衰退，喜光植物增多；中強度間伐的林下植被生長最好，多樣性指數(shù)最高；間伐一般能增加林下植被生物量。今后需要研究間伐對林下植被的生物多樣性的長期影響。

生態(tài)公益林；間伐；林下植物

森林生態(tài)系統(tǒng)是全球最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，對生物多樣性保護、水土保持、水源涵養(yǎng)、固碳和防止全球變暖具有十分重要的作用。生態(tài)公益林建設(shè)以發(fā)揮生態(tài)效益，改善生態(tài)環(huán)境為主要目的，在當今生態(tài)環(huán)境日益惡化情況下已成為21世紀森林發(fā)展的主要方向[1]。目前，我國許多生長不良的松類和側(cè)柏等針葉林被劃為生態(tài)公益林，存在林分密度偏大,群落結(jié)構(gòu)單一、林下植被發(fā)育差等問題[2-3]，導(dǎo)致林下植被稀疏,生物多樣性下降和林分的生態(tài)功能低下[4]。撫育措施能夠改變林下植被生態(tài)演替過程[5-6]，對林下植物具有重要的影響,主要體現(xiàn)為適當?shù)拈g伐能夠促進林下植物多樣性和生物量變化，這對于提高林分質(zhì)量，充分發(fā)揮森林生態(tài)效益具有重要意義[7]。近期，國內(nèi)對人工生態(tài)公益林撫育間伐后的變化有一定的研究[2-4，7-15]。本文對這些研究內(nèi)容進行綜述，為促進生態(tài)公益林的可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1 間伐對林下植物種類的影響

間伐可提高光照強度在林內(nèi)分布的不均勻度，并使林內(nèi)各部分接受光照的時間出現(xiàn)差異[10]，造成林下植物多樣性和組成的差異。人工林中的物種數(shù)隨間伐而發(fā)生改變。間伐初期，林地光照的增強造成許多喜光的草本物種在林下出現(xiàn)或增加，并產(chǎn)生對資源的競爭，在競爭過程中物種組成隨之變化[10]。于立忠等[2]的研究表明，間伐后林下耐蔭植物衰退，喜光植物增多，大量陽性雜草侵入，而且出現(xiàn)顯著的優(yōu)勢種。另外，光照增強大大提高了土壤溫度，有利于種子打破休眠，促進種子萌芽與幼苗生長，使間伐后林內(nèi)建群種幼苗數(shù)量增加[11]。

間伐除改變喬木冠層，林內(nèi)光發(fā)生變化，林下的濕度、養(yǎng)分和光照水平隨之增加。同時溫度及土壤水分含量等資源變化，減小了林木間的競爭，能促進林下植被的更新和保留木生長[12-13]。強度間伐使生境條件向極端化轉(zhuǎn)變，降低了異質(zhì)性，增強的光照威脅陰生物種的生存[14]。

2 間伐對林下植物多樣性的影響

撫育間伐使林分郁閉度減小，改善了林內(nèi)光照及溫濕條件，容易使一些喜光樹種得以侵入，提高了林分的豐富度，更多的植物種得到光照[15]。另一方面，間伐增大了灌木、草本的生長空間[14]，從短期來看，植物多樣性指數(shù)隨時間增加。間伐還能提高植物的光合作用，生產(chǎn)出更多的同化物供自身生長，單位面積密度增加。于立忠等[2]的研究表明間伐對提高紅松(P.koreansis)林物種多樣性具有明顯的作用。

隨著間伐時間的增加，植物多樣性指數(shù)又有減少趨勢，這主要是由于林分逐漸郁閉，林下環(huán)境不斷改變造成的。雷相東等[5]發(fā)現(xiàn)，間伐后油松(P.tabulaeformis)林下植物多樣性顯著提高，又隨時間的推移而有所降低，馬履一等[6]研究相同強度間伐林分時發(fā)現(xiàn)，Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為：間伐后第2年>第1年>第6年。

間伐強度對林下植物多樣性有著明顯的影響。根據(jù)大部分研究結(jié)果為：中、強度間伐后林下植物多樣性最高。Connell[16]的“中度干擾假說”認為，如果擾動速率太低，少數(shù)競爭力強的生物類群在群落內(nèi)取得完全優(yōu)勢；如果擾動速率太高，只有那些生長速度快、侵占能力特強的物種才能生存下來；僅當擾動率中等時，物種生存的機會才是最多的，群落物種多樣性才最高。于立忠等[2]、王祖華等[3]、馬履一等[6]的研究表明，中強度間伐的林下植被生長最好，豐富度及多樣性指數(shù)最高。

3 間伐對林下植被生物量的影響

間伐一般能增加林下植被生物量[10]，而林下植物生物量對改善林分的立地條件有著重要的影響。馬履一等[6]的研究表明，林下植物生物量隨著間伐強度的增大而增加，段劼等[14]認為中強度撫育后灌草生物量均比對照及弱度撫育的林分大，王祖華等[3]的研究表明，強度和中度間伐增加了灌木生物量，而草本生物量在弱度和中度間伐下增加較多。隨著林分逐漸郁閉和灌木的生長，抑制了草本的生長，例如間伐后第6年的油松林，各強度間伐的林下草本生物量減少，灌木生物量增加，總生物量增加[6]。

4 結(jié)語

林下物種多樣性對森林的穩(wěn)定性具有重要作用，撫育間伐已成為調(diào)節(jié)林下植物多樣性的一種重要手段。以往撫育間伐的研究時間通常較短，而撫育間伐效應(yīng)是一個長期的動態(tài)過程。所以今后需要設(shè)立固定樣地，長時間的跟蹤以研究間伐對林下植被的生物多樣性和群落演替的長期影響，并根據(jù)不同地區(qū)的各種林分在不同間伐期和不同間伐強度的變化，確定林分撫育間伐間隔期和最佳的間伐強度，以最大限度發(fā)揮生態(tài)公益林的生態(tài)效益和促進其可持續(xù)發(fā)展。

[1] 薛立，陳紅躍. 世界森林發(fā)展趨勢[J]. 廣東林業(yè)科技， 2000, 16(2): 38-42.

[2] 于立忠，朱教君，孔祥文，等. 人為干擾(間伐)對紅松人工林林下植物多樣性的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報， 2006, 26(11): 3757-3764.

[3] 王祖華，李瑞霞，王曉杰，等. 間伐對杉木人工林林下植被多樣性及生物量的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報， 2010, 19(12): 2778-2782.

[4] 李春義,馬履一,王希群，等.撫育間伐對北京山區(qū)側(cè)柏人工林林下植物多樣性的短期影響[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，29(3)：60-66.

[5] 雷相東，陸元昌，張會儒，等. 撫育間伐對落葉松云冷杉混交林的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)， 2005, 41(4): 78-85.

[6] 馬履一，李春義，王希群，等. 不同強度間伐對北京山區(qū)油松生長及其林下植物多樣性的影響[J]. 林業(yè)科學(xué), 2007, 43(5): 1-9.

[7] 周榮勝，于戰(zhàn)湖，徐克隆. 黑龍江森工林區(qū)公益林撫育技術(shù)的探討[J].林業(yè)科技，2000，25(3)：60-61.

[8] 蔡卓勤，陳耀龍，麻耀強，等.縉云縣生態(tài)公益林現(xiàn)狀分析和分類改造實例[J]. 浙江林業(yè)科技，2010，30(2)：87-90.

[9] 丁磊，譚學(xué)仁，亢新剛，等. 遼東山區(qū)生態(tài)公益林撫育間伐效果[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，38(1)：37-39，59.

[10] 毛志宏，朱教君，劉足根，等. 間伐對落葉松人工林內(nèi)草本植物多樣性及其組成的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2006, 25(10): 1201-1207.

[11] 李榮，張文輝，何景峰，等. 不同間伐強度對遼東櫟林群落穩(wěn)定性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2011, 22(1): 14-20.

[12] Huffman D W, Moore M M. Responses of Fendler ceanothus to overstory thinning, prescribed fire, and drought in an Arizona ponderosa pine forest[J]. Forest Ecological and Management, 2004, 198: 105-115.

[13] Gundale M J, Deluca T H, Fiedler C E, et al. Restoration treatments in a Montana ponderosa pine forest: Effects on soil physical, chemical and biological properties[J]. Forest Ecological and Management, 2005 (213): 25-38.

[14] 段劼，馬履一，賈黎明，等. 撫育間伐對側(cè)柏人工林及林下植被生長的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2010, 30(6): 1431-1441.

[15] 陳東莉，郭晉平，杜寧寧. 間伐強度對華北落葉松林下生物多樣性的影響[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2011, 39(4): 37-38.

[16] Connell J H. Diversity in tropical forest sand coral reefs[J]. Science, 1978, 199: 1302-1310.

Researchadvancesineffectsofthinningonecologicalforest

YANG Zhenyi, XUE Li

(College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

This paper summarized The effects of thinning on undergrowth in ecological forests were summarized，including thinning intensity and thinning effects on species, diversity and biomass for undergrowth. The results showed that: Shade-tolerance plants decrease, whereas sun plants increase after thinning. Undergrowth growth and indices of plant diversity index are greatest under the medium thinning. Undergrowth biomass generally increases after thinning. In the future, study on the long-term effects of thinning on the diversity of undergrowth is necessary to promote the sustainable development of ecological forests.

ecological forests；thinning；undergrowth

2011-07-21

2011-08-26

廣東省林業(yè)局資助項目“林分改造優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種篩選”(F09054)；廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項資金項目(2010KJCX013-01)。

楊振意(1987-)，男，山東省荷澤市人，碩士生，主要研究方向:森林培育和樹木生理學(xué)。 * 為通訊作者

Q 16; S 753.5

A

1003-5710(2011)05-0068-02

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2011. 05. 018

(文字編校：龔玉子，楊 駿)