國有黃冕林場森林生物多樣性監測

馮林霞

（廣西國有黃冕林場，廣西柳州 545600）

為了掌握黃冕林場封山育林狀態下的次生天然林生物多樣性基線及其變化過程、評估林場次生天然林生物多樣性保護的現狀、為區域生物多樣性恢復和保護規劃提供基礎數據，筆者對林場生態公益林內封山育林保護措施下的次生天然林設置樣方，對項目區的森林群落物種多樣性進行調查，建立生物多樣性檢測體系，及時掌握生物多樣性的動態變化，分析變化的原因，提出恢復、保護與合理利用對策，為林場的可持續發展提供有力保障。

1 研究區概況

黃冕林場位于109°43′46″E～109°58′18″E，24°37′25″N～24°52′11″N，處在廣西壯族自治區鹿寨縣北部的黃冕鄉和永福縣廣福鄉境內，最高海拔達895.9 m。黃冕林場屬于中亞熱帶氣候，溫暖多雨，光照充足，雨熱同季、夏冬干濕明顯，年平均氣溫19.0 ℃，絕對最低溫 -2.8 ℃，年均降雨量 1 750 mm，年均蒸發量度 1 426 mm，雨量系數 92.1，為水分充足區，降雨量一般集中在4-8月。林場屬亞熱帶常綠闊葉針葉林區，其中針葉林的主要特征植物有馬尾松、杉木，闊葉林的主要特征植物有米椎、楓香、大葉櫟、樟樹、荷木和石灰木等[1]。黃冕林場林地地質年代屬泥盆系，成土母巖以砂頁巖、夾泥巖和紫紅砂礫巖為主。表土層和土層薄至中，少量達到厚土層。質地輕壤到中壤土。海拔500 m以下林地屬山地紅壤，500～800 m屬山地黃紅壤，800 m以上為山地黃壤。

本次監測共設置30 m×20 m固定樣地4個，沙塘分場、洛清江分場各2個。林分都為經10年以上封山育林形成的次生林，為封山育林后天然恢復的次生常綠落葉闊葉林和次生常綠落葉闊葉混交林，可分喬木、灌木和草本3層[2]。主要樹種有木荷（Schima superba）、鴨腳木（Scheff l era heptaphylla）、楓香（Liquidambar formosana）、白楸（Mallotus paniculatus）、山烏桕（Sapium discolor）、栲樹（Castanopsis chinensis） 和 黃 樟（Cinnamomum parthenoxylon） 等 常綠或落葉樹種。植物種類主要為木荷、羅傘樹（Ardisia quinquegona）和鼠刺（Iteachinensis）等。草本層高度＜0.5 m，覆蓋度5%～10%，主要為扇葉鐵線蕨（Adiantum fl abellulatum）、淡竹葉（Lophatherum gracile）、狗脊（Woodwardia japonica）、 曲 軸 海 金 沙（Lygodium f l exuosum） 和 芒 萁（Dicranopteris pedata）和芒萁（Dicranopteris pedata）。監測地具體情況見表1。

表1 黃冕林場生物多樣性監測樣地基本信息

2 研究方法

2.1 監測范圍、對象及主要內容 監測的主要對象為生態公益林內的代表性森林群落類型，特別關注地帶性群落類型的建群種和優勢種、有重要經濟價值的物種、有重要科研價值的物種、環境指示種及生態關鍵種[3]。監測的范圍為林場內封山育林保護下的次生天然林，主要對象為項目區內的植物種類、植物群落和生態功能。監測的內容包括監測森林群落類型的群落結構、物種組成、生境及其動態變化，影響資源變動的主要因子，社會經濟狀況[4]。

2.2 樣地設置 樣地設置在黃冕林場沙塘分場和洛清江分場的生態公益林中，選擇有代表性的林分，每個分場各設置2塊調查樣地。樣地大小為30 m×20 m，再把每個樣地劃分成6個10 m×10 m的樣方，作為喬木調查的基本單位，在每個喬木樣方中設置1個5 m×5 m灌草樣方作為灌草層植物的調查樣方。

2.3 群落調查 記錄各樣地的坡度、坡向、坡位、海拔高度、經緯度和巖石裸露度等生境信息。野外調查以10 m×10 m樣方為基本測樹單元，對樣方內所有DBH≥2.5 cm的木本植物進行每木調查。

2.3.1 喬木調查 測量樣方內所有DBH≥2.5 cm的喬木樹種的胸徑、樹高、冠幅，同時以每個小樣方的兩邊為坐標軸（左下角為原點），測定每株樹木的坐標（x，y）。

2.3.2 灌草植物調查 記錄灌木和草本植物的物種名、個體數、平均高度、蓋度等數據。灌木層植物包括DBH＜2.5 cm的所有木本植物。

2.4 數據分析方法

2.4.1 重要值（IV）的計算 采用 J T Curtis和 R P Mcintosh提出的概念進行重要值計算。重要值是評價某一種植物在群落中作用的綜合性數量指標。

喬木層計算公式：

灌草層計算公式：

注：相對多度=某物種的個體數/該層所有物種個體數的總和×100%

相對顯著度=某樹種的胸高斷面積/所有樹種胸高斷面積的總和×100%

相對蓋度=某物種的蓋度/該層所有物種蓋度的總和×100%

相對頻度=某物種的頻度/該層所有物種頻度的總和×100%

2.4.2 群落物種多樣性指數

（1）Margalef物種豐富度指數（Rl）：

式（3）中，S為物種數；N為所有物種的個體數之和。

（2）Shannon-Wiener指數（H′）

式（4）中，Pi＝ni/Ni代表第i個物種的個體數ni占所有個體總數Ni的比例。

（3）Simpson指數（D）：

式（5）中，Pi＝ni/Ni代表第i個物種的個體數ni占所有個體總數Ni的比例。

（4）生態優勢度（λ）：

式（6）中，ni為第i個物種的個體數；N為所有物種的個體數之和。

（5）Pielou均勻度指數（J）：

式（7）中，H’為Shannon-Wiener指數；S為物種數。

3 監測結果與分析

3.1 主要植物組成

3.1.1 沙塘分場森林群落物種組成 黃冕林場沙塘分場共調查2個樣地，調查面積1 200 m2，分別為木荷－羅傘樹－扇葉鐵線蕨群落（HM01）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM02），兩個群落均為次生性的常綠落葉闊葉混交林群落。喬木層優勢種為木荷、鴨腳木，其重要值分別為24.38和20.05，優勢地位明顯，其次為山烏桕、楓香樹、鼠刺和白楸等常綠或落葉的闊葉樹種（見表2）；灌木層優勢種不明顯，重要值最大的為鴨腳木和黑面神，均為8.27，其他種類主要有黑面神、尖葉菝葜、鼠刺和酸藤子（Embelia laeta）等種類（見表3）；草本層優勢種為狗脊，其重要值為21.52，次之有曲軸海金沙、扇葉鐵線蕨、淡竹葉等，其重要值分別為19.36、18.42和17.40（見表4）。詳細統計，沙塘分場調查的兩個群落共有植物85種，分屬于48科77屬，喬木層植物有34種，灌木層植物47種，草本植物18種[5]。

表2 喬木層植物重要值比較（重要值前1 0位）

表3 兩個群落灌木層植物重要值比較（重要值前1 0位）

3.1.2 洛清江分場森林群落物種組成 洛清江分場共調查2個樣地，調查面積1 200 m2，分別為木荷－羅傘樹－扇葉鐵線蕨群落（HM03）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM04），兩個群落均為次生性常綠闊葉林群落。喬木層優勢種為栲樹和木荷，其重要值分別為18.97和18.51，其他種類主要有鴨腳木、羅傘樹、多花瓜馥木和黃樟等常綠的闊葉樹種（見表2）；灌木層優勢種明顯，羅傘樹重要值達43.09，在林下占據絕對優勢，其他種類主要有九節、多花瓜馥木、尖葉菝葜等（見表3）；草本層優勢種為芒萁、曲軸海金沙，其重要值分別為29.09和24.14，其他種類有淡竹葉、狗脊、高稈珍珠茅等（見表4）。詳細統計，調查的兩個群落共有植物52種，分屬于34科50屬，喬木層植物有27種，灌木層植物29種，草本植物8種[6]。

表4 兩個群落草本層植物重要值比較（重要值前1 0位）

3.2 群落特種多樣性比較 物種多樣性是指群落的物種樹、個體數及種群個體分配均勻度三者的綜合，能有效地表征生物群落和生態系統結構的復雜性。不同類型的群落由于組成種類及其生態條件的不同，所以物種多樣性有差異。本文所計算的物種多樣性是α多樣性，主要應用物種豐富度（S）、物種豐富度指數（Rl）、Shannon-Wiener指數（H′）、Simpson指數（D）、基于Shannon-Wiener指數的Pielou均勻度指數（Jsw）以及生態優勢度指數（λ）。其分析結果見表5。

表5 監測群落多樣性指數

3.2.1 喬木層物種多樣性 由表5可知，HM03樣地的S、Rl、H′都是最低，說明該群落的物種數最少，物種豐富度低，Jsw為4個群落最低、而其λ最高，說明群落中物種個體分配不均勻，群落優勢種的優勢地位突出，這些指數都反映了HM03樣地的物種多樣性為4個群落中最低。

《中華人民共和國畜牧法》（2015年新修訂）第二十二條規定，“從事種畜禽生產經營或者生產商品代仔畜、雛禽的單位、個人，應當取得種畜禽生產經營許可證”。第二十四條對發證權限進行了明確規定，“申請取得生產家畜卵子、冷凍精液、胚胎等遺傳材料的生產經營許可證，應當向省級人民政府畜牧獸醫行政主管部門提出申請。受理申請的畜牧獸醫行政主管部門應當自收到申請之日起六十個工作日內依法決定是否發給生產經營許可證。其他種畜禽的生產經營許可證由縣級以上地方人民政府畜牧獸醫行政主管部門審核發放，具體審核發放辦法由省級人民政府規定”。

3.2.2 灌木層物種多樣性 由表5可知，沙塘分場HM01和HM02群落的S、H′、D、Jsw和Rl等指數都比洛清江分場的HM03和HM04群落小，而λ比洛清江分場群落大，這些指標都反映出HM01和HM02群落的物種多樣性比HM03和HM04群落高。HM01和HM02群落植物種類較多，物種個體數分布均勻，優勢種的優勢程度相對較低。

3.2.3 草本層物種多樣性 由表5可知，洛清江分場樣地群落草本植物S、H′、D指數都比沙塘分場群落低小，說明洛清江分場樣地群落單位面積內的物種數較少，其物種豐富度低，種群個體分配不均，尤其是HM04樣地更為明顯，群落中草本層以芒萁占明顯優勢，個體密度較大。

4 結語

黃冕林場的生態公益林主要位于山體上部或坡度較陡的地區，營造人工林難度大，經過10～20 a甚至更長時間的封山育林后，植被類型經過自然演替發育為以木荷、鴨腳木、楓香樹、白楸和山烏桕等樹種為優勢的常綠落葉闊葉混交林，落葉樹種在群落中占有很大的比例，冬季落葉后樹冠郁閉度明顯減小，群落透光度增加，淡竹葉等林下草本植物冬季地上部分枯死，這些特點反映了這類天然林群落具有明顯的次生性。在部分區域，由于封山育林前人工種植有木荷、栲樹等常綠樹種，群落可發育為以木荷、栲樹等中生性樹種為優勢的常綠闊葉林群落。

與天然林內的多樣性相比，經過封山育林后的次生天然林群落的物種多樣性明顯提高，物種數多、群落結構較復雜。但是，經過封山育林自然演替的群落次生性較強，物種多樣性與原生性的天然林群落相比仍有一定差距。