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        不同近自然林分林下植物多樣性的研究

        2013-12-28 07:54:00
        中國(guó)林副特產(chǎn) 2013年2期
        關(guān)鍵詞:生活型闊葉林種數(shù)

        程 偉

        (黑龍江省第一森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,黑龍江 牡丹江 157009)

        森林除提供木材外,還為人類(lèi)提供著各種食物、藥材和工業(yè)原料等資源;此外,森林在涵養(yǎng)水源、凈化空氣、防風(fēng)固沙、豐富生物種類(lèi)等方面也發(fā)揮著難以估量的作用。森林發(fā)揮各種作用的根源是森林生物多樣性,只有森林生物多樣性得到保護(hù),森林才有可能持續(xù)的提供各種資源,并發(fā)揮其重要的作用。

        近年來(lái),我國(guó)林業(yè)發(fā)展在許多方面都與生物多樣性的保護(hù)有密切關(guān)系,諸如森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、自然保護(hù)、林木種質(zhì)資源保存與遺傳改良、退化森林的恢復(fù)與重建、森林的效益評(píng)價(jià)等。盡管如此,我國(guó)森林生物多樣性的研究仍非常滯后,生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)和體系仍然沿用上世紀(jì)40年代生態(tài)學(xué)家辛普森等人建立的Simpson多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和均勻度等計(jì)算方法。該生物多樣性評(píng)價(jià)體系雖然從物種層面研究生物多樣性,但卻無(wú)法對(duì)具體物種進(jìn)行有效準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),而生物多樣性主要保護(hù)的是珍稀瀕危物種、重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用的是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的物種。

        為此,本文將采用森林近自然化程度和植物功能群的研究方法,對(duì)牡丹江地區(qū)近自然化程度不同的林分林下植物多樣性進(jìn)行調(diào)查,旨在確定本地區(qū)林下植被近自然化程度最高、組成最優(yōu)的近自然林模式,完善我國(guó)近自然林業(yè)體系。

        1 研究區(qū)概況

        本研究在黑龍江省牡丹江市青梅林場(chǎng)進(jìn)行。青梅林場(chǎng)位于牡丹江市東郊,地理坐標(biāo)為E 129°39′~129°54′,N 44°35′~44°39′。該區(qū)是低山丘陵,平均坡度6°~20°,海拔220~731m。屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候,一年四季分明,冬冷夏熱。7月最熱,月平均氣溫21.7℃;1月最冷,月平均氣溫-18.6℃,年降雨量為575.7mm,年蒸發(fā)量為1220mm,無(wú)霜期130.8d。地帶性土壤為暗棕壤。

        本研究以牡丹江地區(qū)近自然化程度不同的4種林分(包括紅松闊葉林、過(guò)伐林、水曲柳落葉松混交林和落葉松人工林,以紅松闊葉林為對(duì)照)為研究對(duì)象,林分概括見(jiàn)表1。

        表1 林分概況

        2 研究方法

        調(diào)查方法:調(diào)查于2011年7月下旬進(jìn)行。在4種林分內(nèi)隨機(jī)設(shè)置8個(gè)16m×16m的大樣方。在每個(gè)大樣方內(nèi)隨機(jī)設(shè)5個(gè)2m×2m的灌木樣方,在每個(gè)灌木樣方內(nèi)對(duì)角位置設(shè)2個(gè)1m×1m的草本樣方。記錄每一灌木樣方內(nèi)灌木的種數(shù)、個(gè)體數(shù)、樹(shù)高和蓋度,記錄草本樣方內(nèi)草本植物的物種數(shù)、個(gè)體數(shù)(叢數(shù))、高度、蓋度。

        數(shù)據(jù)處理方法:采用以下指數(shù)進(jìn)行多樣性的測(cè)定:Simpson多樣性指數(shù)D=1-∑Pi2,式中Pi=(相對(duì)密度+相對(duì)蓋度)/2,為是第i個(gè)種的重要值。不同功能群中物種重要值的計(jì)算公式為:Pi=(相對(duì)密度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度)/3(馬克平,1994)。植物功能群采用不同生活型(將植物分成1年生草本植物、多年生草本植物、灌木和喬木)分類(lèi)方法。

        3 結(jié)果與分析

        與紅松闊葉林相比,其他3種林分的物種數(shù)、蓋度均小于自然化程度最高的紅松闊葉林,其中水落混交林和落葉松人工林的木本植物及草本植物的物種數(shù)、蓋度均顯著低于紅松闊葉林(P<0.05);過(guò)伐林除木本植物蓋度與紅松闊葉林差異不顯著外(P>0.05),其他項(xiàng)目(木本植物和草本植物種數(shù),草本植物蓋度)均顯著低于紅松闊葉林(P<0.05);過(guò)伐林的木本植物種數(shù)、蓋度和草本植物的種數(shù)、蓋度均顯著高于水落混交林和落葉松人工林(P<0.05);木本植物種數(shù)、蓋度在水落混交林和落葉松人工林之間差異不顯著(P>0.05),而草本植物種數(shù)、蓋度均表現(xiàn)為水落混交林顯著高于落葉松人工林(P<0.05)(見(jiàn)表2)。

        表2 不同林分林下植物種數(shù)和蓋度

        過(guò)伐林除草本植物Shannon多樣性指數(shù)顯著低于紅松闊葉林外(P<0.05),其他各項(xiàng)多樣性指標(biāo):木本植物Simpson多樣性指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)及草本植物Simpson多樣性指標(biāo)與紅松闊葉林均無(wú)顯著差異(P>0.05)。水落混交林和落葉松人工林林下植物多樣性未發(fā)現(xiàn)顯著差異(P>0.05),但均顯著低于紅松闊葉林和過(guò)伐林(P<0.05)(見(jiàn)表3)。

        表3 不同林分林下植物多樣性指數(shù)

        4種林分林下植物生活型重要值均表現(xiàn)為多年生草本植物>灌木>一年生草本植物,差異均顯著(P<0.05)。其中多年生草本植物以落葉松人工林和水落混交林重要值最大(二者差異不顯著),均顯著高于紅松闊葉林和過(guò)伐林(二者差異不顯著)。與多年生草本植物的表現(xiàn)正好相反,一年生草本植物和灌木均以紅松闊葉林和過(guò)伐林最大(二者差異不顯著,P>0.05),顯著高于落葉松人工林和水落混交林(見(jiàn)表4)。

        表4 各林分不同生活型植物重要值

        林下植物中不同生活型植物中1年生草本植物、多年生草本植物、灌木的主要代表植物(見(jiàn)表5)。

        表5 不同植物生活型的主要代表植物

        4 討論與結(jié)論

        4種林分的近自然化程度,以紅松闊葉林最高,為本地區(qū)的頂級(jí)群落,其次為過(guò)伐林,再次為水曲柳落葉松混交林,以落葉松人工林的近自然化程度最低。4種林分的林下植物種數(shù)、蓋度和多樣性指數(shù)的大小順序基本也是以紅松闊葉林最大,其次為過(guò)伐林,再次為水落混交林,最小為落葉松人工林。除水落混交林與落葉松人工林的林下植物多樣性指數(shù)、木本植物種數(shù)和蓋度,以及紅松闊葉林與過(guò)伐林的林下多樣性指數(shù)和木本植物蓋度外,其他各項(xiàng)指標(biāo)在4種林分間差異均顯著(P<0.05)。4種林分林下植物生活型重要值均表現(xiàn)為多年生草本植物>灌木>1年生草本植物,差異均顯著(P<0.05)。4種林分的林下植物組成的相似性,根據(jù)林下植物生活型重要值的大小及分布結(jié)果顯示,紅松闊葉林與過(guò)伐林較為相近,而水曲柳落葉松混交林與落葉松人工林林下植物組成相近。

        本文對(duì)牡丹江地區(qū)4種近自然化程度不同的典型的林分的林下植物多樣性進(jìn)行了研究,并對(duì)林下植物生活型進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較,但未能更深入的根據(jù)植物的生理生態(tài)特征將其進(jìn)行分類(lèi)研究,如國(guó)外目前將林下植物分成雜草種、競(jìng)爭(zhēng)種和耐脅迫種以及各種之間的過(guò)度類(lèi)型進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)研究。

        [1] 田生,陳鳳春,魏勝利.森林經(jīng)營(yíng)與森林植物多樣性[J].林業(yè)勘探設(shè)計(jì),2008(1):6-9.

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