不同干擾方式對廣西沿海地區崗松群落多樣性的影響

黃曉露，楊桂珍，趙志珩，李軍集，武建云，賴沛榮，梁文匯

（1.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西木本香料工程技術研究中心 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，南寧 530002；2.廣西國有雅長林場，百色 533209；3.防城港市寶興工藝品有限公司，廣西防城港 538001）

關鍵字：崗松；干擾方式；群落多樣性

崗松（Baeckea frutescens）是桃金娘科（Myrtaceae）崗松屬植物，又稱掃把枝、鐵掃把、石松草、香柴等。崗松在我國主要分布于海南、廣東、廣西、福建、浙江和江西等省區[1]。崗松在傳統上用于制作掃把，但隨其在廣西的栽培種植和加工利用，在工藝品行業、制藥行業和日化品行業均具有較高的經濟價值[2]，崗松加工業現已成為防城港市港口區新興扶貧產業。

崗松具有顯著的生態效益，對土壤要求不高，可廣泛種植在貧瘠的丘陵山地，龔琴等[3]、宋磊等[4]研究提出崗松因具有耐貧瘠、耐旱、耐酸、耐火燒、繁殖力強、根系發達等特征適合作為邊坡防護及生態綠化植被，在沿海灘涂地區還可以套種在濱海防護林里，有較好的蓄水和防風固沙的作用。崗松的生長受人為影響較大，人為擇伐強度較大的崗松林基本為當年萌生的灌木，伐后萌條更為粗壯，但群落的自然更新和郁閉會導致崗松退出[1]。本文通過對不同人為干擾方式的崗松野生林分群落多樣性和生長情況進行調查分析，探討崗松經營對物種多樣性變化的影響，以及其他植物與崗松的競爭關系，為合理建植和撫育管理崗松林分提供理論基礎。

1 研究區概況

防城港市港口區（108°19′～108°36′E，21°32′～21°44′N），屬南亞熱帶季風性氣候，年均氣溫21.1～22.6 ℃，年均光照1 560.9～2 119.6 h，平均降水量1 636.2～2 822.7 mm，相對濕度80%左右，年均風速1.8～3.1 m∕s[5]。境內山丘多為低丘，最高點103 m。土壤類型為磚紅壤。

在防城港港口區崗松群落分布區選擇立地條件相近的7個不同干擾方式的崗松林分群落建立樣地（表1）。其中S1和S2群落以崗松為種植目標經營，S3 和S4 以桉和松為經營目的，造林時實施了林地清理，人為干擾程度最大。S5 為火燒后自然更新，S6 和S7 于2015年疏植馬尾松，但種植前后人為干擾相對較少，以林下自然更新和演替為主[6-7]。

表1 不同干擾方式崗松林特征Tab.1 Characteristics of sample plots of Baeckea frutescens forest under different disturbances

2 研究方法

2.1 調查方法

根據群落特征布設樣地，每個樣地喬木樣方設置1 個10 m×10 m 的樣方（100 m2）[8]，在樣地內按“品”字形設置3個2 m×2 m（4 m2）灌草層樣方[9]，分別按喬木（樹高不小于4 m）、灌木（樹高小于4 m）和草本進行調查，記錄樣方內喬木樹種郁閉度、高度、株數和胸徑，記錄灌木、草本樹種蓋度、高度，同時記錄各樣地的經緯度、海拔、高度、坡向、坡位等自然環境條件和干擾措施情況[10]。

平茬采收1 m×1 m 崗松枝條進行稱重，測算每公頃崗松鮮樣生物量，重復3次。

2.2 分析方法

因樣地中灌木層和草本層覆蓋度、高度接近且草本樹種與目的樹種崗松的生長存在明顯的競爭關系，所以灌草層一并進行數據計算。采用Excel 2016進行數據處理，計算各灌草樹種的重要值IV，灌草層物種豐富度指數（S）、Shannon-Wiener指數（H）、Simpson 指數（D）、物種均勻度指數（Jsw）等，計算公式如下[11-12]：

（1）灌草層重要值：P=（相對頻度+相對蓋度+相對高度）∕3

式中：相對頻度=某個種出現的次數∕所有種出現的次數之和；

相對蓋度=某個種的蓋度之和∕所有種的蓋度之和；

相對高度=某個種的所有個體高度之和∕所有種個體高度之和。

（2）α生物多樣性指數：

物種豐富度指數（S）=樣地內出現的物種數；

Shannon-Wiener指數（H）=-∑PilnPi；

Simpson指數（D）=1-∑Pi2；

物種均勻度指數（Jsw）=-∑PilnPi∕lnS

式中：Pi為種i的重要值，S為種i所在樣方的物種總數，即物種豐富度。

3 結果與分析

3.1 不同干擾方式崗松林主要物種組成

調查共記錄了32種植物，隸屬23科32屬（表2）。喬木層僅有人工種植的馬尾松（Pinus massoniana）和桉（Eucalyptus robusta）2 種。灌木層物種多于草（藤）本層，其中灌木層15 種，隸屬13科15 屬，占所調查物種總數的46.87%；草（藤）本11 種，隸屬7 科11 屬，占所調查物種總數的34.37%。

對灌草層重要值進行統計，結果表明灌木層中除了崗松和人工種植的幼松外，野牡丹（Melastoma candidum）、桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）在各群落中占有較大優勢，草本層優勢樹種為鐵芒萁（Dicranopteris linearis），部分群落為五節芒（Miscanthus floridulus）。以崗松為經營目的的S1 和S2 群落崗松的重要值分別為37.02 和22.59，比群落中桃金娘、野牡丹和鐵芒萁等樹種高。以喬木樹種為經營目的的S3和S4群落中，崗松重要值下降到14.64 和3.47，而灌木樹種野牡丹和桃金娘的重要值皆達到了10 以上，草本樹種中鐵芒萁占最大優勢，重要值分別達到35.42和30.99。人為干擾較少的S5、S6和S7群落中崗松重要值分別為17.21、16.27 和17.19，相比S3 和S4 群落崗松的重要值有所上升?；馃蟮腟5 群落草本優勢樹種為五節芒（24.00），S6 和S7 群落經過自然更新和演替后草本優勢樹種為鐵芒萁，重要值分別為18.59和19.33。

表2 不同干擾方式崗松林主要物種組成及其重要值Tab.2 Main species composition and importance value of Baeckea frutescens forest under different disturbances

續表2Continued

3.2 不同干擾方式崗松林灌草層群落多樣性

物種豐富度最高的為S5 群落（18 種），S1 群落豐富度最小（8 種），數量由多到少次序為S5＞S7＞S3 = S6＞S2 = S4＞S1，表現為自然更新為主、人為干擾強度較小的群落豐富度較大，有經營目的、干擾強度較大的群落豐富度較小；Shannon-Wiener 指 數 最 大 為S5 （2.5），最 小 為S1（1.79），大小次序為S5＞S6＞S7＞S3＞S2＞S4＞S1，變化規律基本與物種豐富度一致；Pielou均勻度最高為S6（0.92），最小為S3（0.84），大小次序為S6＞S2＞S4＞S1 = S5 = S7＞S3，在各群落中變化不明顯；Simpson指數最大為S5（0.88），最小為S6 （0.78），大小次序為S5＞S7＞S2＞S4＞S3＞S1＞S6（表3）。

表3 不同干擾方式崗松林灌草層多樣性指數Tab.3 Shrub-grass layer diversity of Baeckea frutescens forest under different disturbances

3.3 不同干擾方式崗松生長情況

不同干擾方式群落蓋度、高度和地上生物量差異達到極顯著水平（P＜0.01），以崗松為經營目標的S1 群落崗松蓋度（98.33%）、高度（1.61m）和地上生物量（19.03 t∕hm2）皆為最高（圖1）。S2以崗松為經營目標但復壯后未施肥，蓋度（70.00%）、高度（0.97 m） 比S1 顯著降低（P＜0.01），但地上生物量（17.10 t∕hm2）顯著高于以其他樹種為經營目的的S3 和S4，以及自然更新的S5、S6 和S7（P＜0.01）。火燒后的S5 群落，崗松作為先鋒樹種在群落中有一定的地上生物量（12.03 t∕hm2）和高度（1.35 m）優勢，但由于物種豐富度較大，Simpson 指數較高，崗松的蓋度僅為50.00%。S6和S7群落經過自然更新和演替后，崗松的蓋度在50.00%以上，但地上生物量和高度相對較低。以其他樹種為經營目的的S3、S4群落由于喬木層郁閉，崗松的蓋度分別下降到13.33%和11.67%，地上生物量也下降到0.15 kg 和0.19 kg，顯 著 低于S1、S2、S5、S6 和S7 群落（P＜0.05）。

圖1 不同干擾方式崗松生長差異分析Fig.1 Analysis on growth differences of Baeckea frutescens under different disturbances

3.4 不同干擾方式喬木樹種生長情況

馬尾松是崗松林主要的喬木樹種，過熟林馬尾松平均樹高范圍4.7 ～6.5 m，胸徑范圍6.2 ～15.4 cm，表現為種植密度大的S3群落比密度小的S4 和S6 樹高和胸徑小。幼齡馬尾松平均樹高范圍2.5 ～3.1 m，胸徑范圍4.3 ～5.8 cm，受種植密度和坡位影響相對較?。ū?）。

S3和S4以經營速生桉為主要目的，其中S3桉樹種植密度較大，桉樹生長情況較差，8年生桉樹平均樹高僅為5.3 m，平均胸徑僅為2.8 cm；S4 桉樹種植密度較小，8年生桉樹樹高為7.8 m，胸徑為8.6 cm，可見林地的土壤、氣候和撫育條件等無法達到速生桉生長需求。

表4 不同干擾方式崗松林喬木樹種生長情況Tab.4 Growth conditions of arbor tree species in Baeckea frutescens forests under different disturbances

3 結論與討論

廣西沿海地區土壤和氣候環境是影響植物建成的重要限制因子，由于海洋性氣候以及沿海坡地土壤養分貧瘠等環境條件限制，崗松天然林分中植物生長受到抑制，除喬木層有早年種植的馬尾松和生長較差的桉樹外，鮮少發現其他高大喬木，灌草層從高度來看基本屬于同一層次，與羅學升等[13]，林英等[14]人的調查結果一致。崗松野生群落灌木優勢樹種主要為野牡丹、桃金娘，草本優勢樹種最主要為鐵芒萁，部分群落為五節芒。因崗松具有耐貧瘠、耐火燒的特征，地上枝、莖被燒毀后可迅速萌芽[14]，成為跡地群落天然更新的先鋒灌木樹種。五節芒作為先鋒草本樹種在高度、蓋度上都與崗松形成較大的競爭關系。以桉樹為經營目的的群落隨著林分的郁閉，灌木樹種增加，草本樹種較少，整體群落物種豐富度和群落多樣性降低，野牡丹和桃金娘等灌木優勢逐漸增加，崗松的優勢下降，逐漸退化甚至退出群落，草本層也由較高的五節芒演變為較矮的鐵芒萁。相比以桉樹為經營目的的群落和人為干擾較少的群落，以崗松為經營目的的崗松林分物種豐富度、群落多樣性則明顯較小，林分結構單一，僅有矮小的草本和零星的灌木分布。

影響崗松生長的因素除土壤和氣候環境外，最主要的是撫育經營和采伐。復壯更新后崗松林分的蓋度、高度和生物量皆高于天然更新的崗松林分，且經過施肥的林分長勢明顯優于未施肥林分，崗松的蓋度越大，優勢越明顯，對其他灌草樹種的抑制作用越大。

綜上所述，由于立地條件不佳，廣西沿海地區貧瘠山地逐漸向荒山荒地演化，崗松作為先鋒樹種和經濟樹種，同時兼具生態價值與經濟價值，所以對野生崗松林分的保護、撫育和經營對當地產業發展和林地保護十分重要。但同時也面臨由于群落多樣性降低和群落結構單一化而可能產生的土壤環境變化和病蟲害等問題。因此在崗松林經營中時需合理配置樹種，形成穩定且有利于崗松生長的復層群落結構，并對土壤水分及養分條件進行監測和改良，形成可持續發展的崗松林經營模式。