不同撫育強度紅松人工林植物多樣性分析

呂奕佳　孫楠　翁海龍

摘要：? 以林口林業(yè)局不同撫育間伐的紅松人工林為研究對象，調(diào)查各林分內(nèi)植物多樣性情況，結(jié)果顯示：紅松人工林撫育間伐后林分草本和灌木的種類、密度和平均高以及林下更新都有所增加，可達50%以上；群落復(fù)雜程度較高，物種個體分配比較均勻；林下更新的種類增加200%以上，更新密度增加25%以上。撫育間伐對紅松人工林的植物多樣性有顯著影響，撫育強度越大，植物多樣性種類越多，群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。該結(jié)論為紅松人工林近自然經(jīng)營提供了理論基礎(chǔ)，從豐富植物多樣性角度建議紅松人工林中齡林采用60%的采伐強度進行撫育間伐。

關(guān)鍵詞：? 紅松；? 人工林；? 植物多樣性；? 撫育

中圖分類號：? ?S 722.5? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：１００1 － 9499（２０24）02 － 0019 － 03

紅松（Pinus koraiensis）是我國東北地區(qū)主要造林樹種之一，紅松因具有長期高收益的果材兼用林近年來倍受重視。現(xiàn)有紅松人工林基本均為單層同齡純林，存在更新停滯、生物多樣性極為匱乏、地力衰退等問題，嚴重影響其木材生產(chǎn)效益和生態(tài)功能的發(fā)揮。合理的經(jīng)營密度不僅能夠提高林分的穩(wěn)定性，而且也能夠增加林分的植物多樣性，本研究以紅松人工林為研究對象， 通過長期定位研究不同撫育強度紅松人工林的植物多樣性，以期為促進人工針葉純林近自然化經(jīng)營、加速林木生長、提高森林生態(tài)系統(tǒng)功能提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 研究區(qū)域概況

林口林業(yè)局位于黑龍江省東南部，地處完達山脈佛爺嶺以南的大小鍋盔山區(qū)，施業(yè)區(qū)總面積27.3萬hm2。地勢四周高，中間低，西部山勢險峻，東部漸趨平緩。境內(nèi)有牡丹江和穆棱河兩條水系，共有主要河流104條。屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，山區(qū)局部小氣候比較明顯。

2 研究方法

本研究對黑龍江省林口林業(yè)局曙光林場5個經(jīng)營密度（采伐10%、20%、40%、60%和對照）的紅松人工林設(shè)置固定標準地，每個密度3塊，共計15塊，面積10 hm2。2018年7月對固定標準地的植物多樣性進行調(diào)查。選擇樣地的四角與中心五個點設(shè)置2 m×2 m的樣方，調(diào)查灌木和草本的種名、個體數(shù)（叢數(shù)）、高度、蓋度，喬木幼苗統(tǒng)計為林下更新。植物多樣性的分析采用物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)。

3 林隙大小對生物多樣性的影響

3. 1 物種豐富度

紅松人工林下草本植物共有30種，灌木植物7種。撫育間伐后物種數(shù)較對照林分有不同程度的增加，且隨著采伐強度的增大，草本和灌木的種類數(shù)增加，采伐強度為60%的林分草本和灌木的物種數(shù)均最多（18種和5種），較樟子松純林分別高出125.00%和400%。

3. 2 林下物種密度、蓋度、平均高的影響

對不同撫育間伐紅松人工林的物種密度、蓋度和平均高進行調(diào)查，結(jié)果顯示：采伐后樣地內(nèi)草本植物的密度、蓋度和平均高，灌木植物的密度和平均高均有所增加，且隨著采伐強度的增大而增加，采伐強度為60%的林分最大，較未采伐的對照林分分別高出58.62%、74.74%、49.40%、285.90%、81.15%。

3. 3 植物重要值

采伐10%和采伐20%林分草本植物重要值前5位相同，但重要程度不同，采伐10%林分中蹄蓋蕨（Athyrium filix-femina）和木賊（Equisetum hyemale）的重要值較對照林分有所增加，金腰子和蕁麻的重要性下降；采伐40%林分水金鳳的重要值排序提升到了第4位，金腰子（Chrysosplenium serreanum）已經(jīng)被排除前5位；采伐60%林分中蚊子草（Filipendula palmata）和莢果蕨（Matteuceia struthiopltris）的重要值提升較快，蕁麻（UrticafissaE.Pritz.）也被排除前5位，這表明不同的采伐強度對林下草本植物的重要值產(chǎn)生了顯著的影響。

隨著采伐強度的增加，逐漸出現(xiàn)了五味子（Schisandra chinensis）、溲疏（Deutzia scabra）、暴馬丁香（Syringa reticulata），采伐強度為60%林分時，出現(xiàn)了刺五加（Eleutherococeus centicosus）、茶藨子、毛榛子，對照林分只有山梅花。

3. 4 林下植物多樣性

對不同撫育強度紅松人工林草本植物和灌木植物的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)進行計算，結(jié)果顯示：采伐60%林分的Simpson多樣性指數(shù)（D）、 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（Jsw）和Alatalo均勻度指數(shù)（AL）均最高，說明該林分類型下草本植物的群落多樣性較好，物種個體分配比較均勻；同樣，采伐60%林分灌木植物的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均最高，說明該林分類型下灌木植物的群落復(fù)雜程度較高，物種個體分配比較均勻。

3. 5 林下天然更新

對不同撫育強度紅松人工林林下天然更新苗木的種類、株數(shù)和平均高進行調(diào)查，結(jié)果顯示：采伐后樣地內(nèi)天然更新的苗木種數(shù)、每公頃株數(shù)和平均高都有所增加，且隨著采伐強度的增大而增加。對照林分林下天然更新的苗木只有水曲柳，而采伐過的林分，除水曲柳外，還增加了色木槭、紫椴、紅松、胡桃楸和春榆，物種多樣性有所增加。

4 結(jié) 論

1、5個經(jīng)營密度的紅松人工林，草本和灌木的種類數(shù)隨著采伐強度的增大而增多，密度和平均高也有所增加。采伐60%的林分，灌木植物的群落復(fù)雜程度較高，物種個體分配比較均勻。采伐后樣地內(nèi)天然更新的苗木種數(shù)、每公頃株數(shù)和平均高都有所增加，且隨著采伐強度的增大而增加。

造成上述結(jié)果的原因是：紅松人工林密度較大時，林內(nèi)因缺少光照幾乎寸草不生，適當(dāng)強度的采伐為林下植物的生長提供了充分的光照和濕度，活躍了林地土壤微生物，增加了林內(nèi)草本和灌木的數(shù)量和多樣性，也促進了林下更新，根據(jù)試驗林的林齡（45 a），剛剛進入中齡林，建議對紅松人工林進行近自然化結(jié)構(gòu)調(diào)整時，可采用60%的采伐強度。

參考文獻

［1］ 劉奇，? 孫楠，? 張怡春.? 長白落葉松不同皆伐帶寬對生物多樣性的影響［J］.? 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015， 43（27）： 164 - 166．

［2］ 張象君，? 王慶成，? 郝龍飛，? 等.? 長白落葉松人工林林隙間伐對林下更新及植物多樣性的影響［J］.? 林業(yè)科學(xué)， 2011， 47（8）：7 - 13．

［3］ 康永祥，? 岳軍偉，? 張巧明.? 黃龍山林區(qū)遼東櫟群落類型劃分及其生物多樣性研究［J］.? 西北林學(xué)院學(xué)報， 2007， 22（3）： 7 - 10．

［4］ 李巧，? 陳彥林，? 周興銀，? 等.? 退化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)評價與生物多樣性［J］.? 西北林學(xué)院學(xué)報， 2008， 23（4）： 69 - 73．

［5］ 孫楠，郭樹平.? 帶狀皆伐后更新密度對植物多樣性的影響［J］.? 森林工程， 2016，32（6）： 15 - 19.