馮 穎， 趙媛媛， 郭 躍， 楊育紅， 李文臣， 馬成功， 丁國(guó)棟

(1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院 林業(yè)生態(tài)工程教育部工程研究中心，

北京 100083； 2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市退耕還林工程管理中心， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；

不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被的影響

馮 穎1， 趙媛媛1， 郭 躍2， 楊育紅3， 李文臣4， 馬成功4， 丁國(guó)棟1

(1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院 林業(yè)生態(tài)工程教育部工程研究中心，

北京 100083； 2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市退耕還林工程管理中心， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；

3.內(nèi)蒙古赤峰市林業(yè)局， 內(nèi)蒙古 赤峰 024000； 4.內(nèi)蒙古赤峰市旺業(yè)甸實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)， 內(nèi)蒙古 赤峰 024423)

摘要：[目的] 探究華北落葉松人工林在不同林齡下的健康經(jīng)營(yíng)模式，并對(duì)其經(jīng)營(yíng)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。[方法] 以?xún)?nèi)蒙古赤峰市喀喇沁旗旺業(yè)甸林場(chǎng)華北落葉松人工林為研究對(duì)象，以林下植被蓋度、多樣性指數(shù)、生物量為指標(biāo)，對(duì)照無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式，研究常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被的影響。[結(jié)果] (1) 在幼齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式有利于林下植被多樣性的發(fā)展，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式有利于獲取最大生物量； (2) 在中齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的林下植被多樣性最高，近自然經(jīng)營(yíng)模式的林下植物種類(lèi)、蓋度、生物量最大； (3) 在近熟林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式的林下植被種類(lèi)、蓋度、多樣性指數(shù)、生物量均大于常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式。[結(jié)論] 開(kāi)展華北落葉松人工林撫育經(jīng)營(yíng)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)依據(jù)林齡和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，選擇制定最適宜的經(jīng)營(yíng)方案。

關(guān)鍵詞：華北落葉松人工林； 經(jīng)營(yíng)模式； 林下植被； 林齡

華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)成活率高，生長(zhǎng)迅速，材質(zhì)優(yōu)良，抗寒性強(qiáng)，是我國(guó)重要的用材林和防護(hù)林樹(shù)種之一[1-2]。但是，在華北落葉松人工林培育過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)生物多樣性低、林木質(zhì)量差、生產(chǎn)力和生態(tài)功能低下等一系列問(wèn)題[3-6]。林下植被是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，能夠涵養(yǎng)水土、促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、維護(hù)群落的生物多樣性和穩(wěn)定性[7-9]。因此，研究不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被的影響對(duì)于人工林培育具有重要意義。不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)人工林林下植被的影響已經(jīng)引起了我國(guó)學(xué)者的重視，之前的傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式，人們過(guò)度關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，以皆伐、擇伐為主，忽視了森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益，濫砍亂伐，致使森林面積萎縮、質(zhì)量下降，由此還引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[10-11]，目前學(xué)者們開(kāi)始研究不同的森林經(jīng)營(yíng)模式，力求找到一個(gè)健康的可持續(xù)利用的森林經(jīng)營(yíng)模式。林同龍[12]對(duì)福建松溪縣舊縣鄉(xiāng)林場(chǎng)的杉木人工林進(jìn)行了長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)近自然經(jīng)營(yíng)模式的林分樹(shù)種、生產(chǎn)力、植被多樣性(含喬灌草層)等均比常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式有所增加。張象君等[13]以黑龍江省的落葉松人工純林為研究對(duì)象，進(jìn)行不同整地措施的近自然化改造，并以常規(guī)均勻間伐處理為對(duì)照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)近自然改造有利于林下草本植物的發(fā)育和多樣性的提高。林平等[14]對(duì)延慶縣營(yíng)盤(pán)村附近的華北落葉松人工林進(jìn)行了4個(gè)間伐強(qiáng)度的經(jīng)營(yíng)處理，結(jié)果表明合適強(qiáng)度的間伐經(jīng)營(yíng)可以提高林下植被的多樣性，促進(jìn)林下植被發(fā)育，是實(shí)現(xiàn)華北落葉松人工林可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。李瑞霞等[15]以南京市無(wú)想寺國(guó)家森林公園的馬尾松人工林為研究對(duì)象，進(jìn)行了弱度、中度、強(qiáng)度以及未間伐的經(jīng)營(yíng)處理，結(jié)果表明間伐對(duì)馬尾松人工林林下植被多樣性的影響顯著，中度間伐經(jīng)營(yíng)最有利于林下物種多樣性的提高。這些研究為認(rèn)識(shí)不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)人工林林下植被的影響奠定了基礎(chǔ)，但對(duì)于不同林齡下何種經(jīng)營(yíng)模式最優(yōu)的問(wèn)題，還沒(méi)有明確的答案。

鑒于此，本研究通過(guò)對(duì)赤峰市喀喇沁旗旺業(yè)甸林場(chǎng)的調(diào)查，選取華北落葉松人工林為研究對(duì)象，以無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)為對(duì)照，對(duì)比近自然經(jīng)營(yíng)、常規(guī)經(jīng)營(yíng)2種森林經(jīng)營(yíng)模式對(duì)不同林齡(幼齡林、中齡林、近熟林)華北落葉松人工林林下植被的影響，從而分析華北落葉松人工林在不同林齡下的健康經(jīng)營(yíng)模式并對(duì)其經(jīng)營(yíng)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市喀喇沁旗西南部的旺業(yè)甸林場(chǎng)(41°21′—41°39′N(xiāo)， 118°09′—118°30′E)。旺業(yè)甸林場(chǎng)屬于燕山北部山地的七老圖山支脈，平均海拔1 150 m，為華北平原向蒙古高原過(guò)渡的山岳地帶，呈明顯的海洋性氣候向大陸性氣候延伸的交錯(cuò)地帶，年平均降水量為520.4 mm，年平均氣溫4.2 ℃。林場(chǎng)處于東北部闊葉林—華北闊葉林—蒙古草原的過(guò)渡地段，土壤類(lèi)型多樣，主要有棕壤、褐土、草甸土和山地黑土4種類(lèi)型，但以典型棕壤為主。植被種類(lèi)豐富，主要有山地森林植被、低濕地植被、草原植被，其中高等植物88科326屬627種(包括亞種、變種、變型及栽培植物)。林場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種是華北落葉松，面積為4 835.4 hm2。

2研究方法

2.1　樣地設(shè)置與調(diào)查

選取華北落葉松人工林的無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)、常規(guī)經(jīng)營(yíng)、近自然經(jīng)營(yíng)樣地，包括各自的幼齡林、中齡林和近熟林(每種模式的每個(gè)林齡分別有3塊樣地)共27塊樣地，樣地為圓形，半徑為15 m，以無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)為對(duì)照，分別研究常規(guī)經(jīng)營(yíng)和近自然經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被的影響，不同經(jīng)營(yíng)模式的具體實(shí)施方法詳見(jiàn)表1。本研究中的華北落葉松人工林，喬木層為華北落葉松單優(yōu)種，而研究區(qū)內(nèi)的灌木層種類(lèi)較少，變化不大，因此僅對(duì)華北落葉松人工林林下草本層進(jìn)行調(diào)查研究。

在每個(gè)樣地內(nèi)，隨機(jī)選取5個(gè)1 m×1 m的草本樣方，共135個(gè)草本樣方。

分別調(diào)查林下草本植物的種類(lèi)、高度、株數(shù)、蓋度和生長(zhǎng)狀況等。待草本樣方調(diào)查完畢后，將樣方內(nèi)的草本層地上部分齊地收割，并帶回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行生物量的測(cè)定，具體方法為：先將取回的草本植物放在105 ℃的烘箱內(nèi)進(jìn)行1 h左右的殺青處理，然后將烘箱內(nèi)溫度調(diào)至80 ℃烘干至恒重，即可得干物質(zhì)的重量，從而根據(jù)樣方面積推算出整個(gè)樣方內(nèi)單位面積的草本生物量。

2.2　物種多樣性計(jì)算

物種多樣性反映的是一個(gè)群落中物種的數(shù)量和物種在這個(gè)群落分布的狀況，是物種豐富度和分布均勻性的綜合反映[16-17]，選用以下指標(biāo)進(jìn)行物種多樣性的測(cè)度[18-19]:

(1) 草本植物的重要值=相對(duì)高度+相對(duì)蓋度；

(3)Pielou均勻度指數(shù)： E=H′/lnS

(5)Margalef豐富度指數(shù)： D=(S-1)/lnN

式中：Pi——種i的相對(duì)重要值； S——種i所在樣方的物種總數(shù)，即豐富度指數(shù)； N——種i所在樣方的各個(gè)種的重要值之和。

表1　不同經(jīng)營(yíng)模式的撫育間伐方式

3結(jié)果與分析

3.1　經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林下植被組成及重要值的影響

華北落葉松人工林林下草本種類(lèi)組成豐富，在幼齡林階段，3種不同經(jīng)營(yíng)模式下的華北落葉松人工林林下共出現(xiàn)草本植物43種，隸屬于17科，種類(lèi)最多的科為菊科、薔薇科(7種)，其次是毛茛科、堇菜科(4種)，豆科、禾本科(3種)，車(chē)前科、百合科、牦牛兒科、茜草科(2種)，莎草科、唇形科、龍膽科、石竹科、玄參科、鳶尾科、景天科(1種)。其中無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種數(shù)最多，共27種，其次是近自然經(jīng)營(yíng)模式的25種，而常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種類(lèi)最少，共19種。

在中齡林階段，3種不同經(jīng)營(yíng)模式下的華北落葉松人工林林下共出現(xiàn)草本植物34種，隸屬于15科，種類(lèi)最多的是薔薇科的草本(7種)，其次是菊科(6種)，毛茛科(4種)，禾本科、堇菜科(3種)，百合科(2種)，莎草科、車(chē)前科、唇形科、豆科、茜草科、桔?？?、牦牛兒科、鳶尾科、景天科(1種)。其中近自然經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種類(lèi)最多，共21種，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種數(shù)為20種，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種類(lèi)最少，共14種。

在近熟林階段，3種不同經(jīng)營(yíng)模式下的華北落葉松人工林林下共出現(xiàn)草本植物35種，隸屬于16科，其中種類(lèi)最多的仍然是菊科和薔薇科的草本(6種)，其次是毛茛科(4種)，禾本科、百合科(3種)，豆科、堇菜科(2種)，景天科、傘形科、藜科、莎草科、鳶尾科、茜草科、牦牛兒科、唇形科、黑麥草科(1種)。近自然經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種類(lèi)最多，共24種，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種數(shù)共16種，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的草本植物種數(shù)最少，為13種。

此外，在不同林齡階段，3種經(jīng)營(yíng)模式下的林下草本優(yōu)勢(shì)種也不同。從表2可以看出，幼齡林階段，3種經(jīng)營(yíng)模式的第一優(yōu)勢(shì)種都是苔草。無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為苔草(Carextristachya)、銀背風(fēng)毛菊(Saussureanivea)、莓葉委陵菜(Potentillafragarioides)、蛇莓委陵菜(Potentillacentigrana)、車(chē)前草(Plantagoasiatica)、龍牙草(Agrimoniapilosa)和朝天委陵菜((Potentillasupina)，薔薇科的草本在無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種中占有很大的比重；常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種是苔草(Carextristachya)、小紅菊(Dendranthemachanetii)、莓葉委陵菜(Potentillafragarioides)、龍牙草(Agrimoniapilosa)、車(chē)前草(Plantagoasiatica)、稗草(Echinochloacrusgalli)和賴(lài)草(Leymussecalinus)；近自然經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為苔草(Carextristachya)、野草莓(Fragariavesca)、大油芒(Spodiopogonsibiricus)、龍牙草(Agrimoniapilosa)、銀背風(fēng)毛菊(Saussureanivea)、糙蘇(Phlomisumbrosa)和堇菜(Violaverecumda)。與無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式相比，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式的草本優(yōu)勢(shì)種不僅集中于薔薇科，優(yōu)勢(shì)種的類(lèi)型豐富。

到了中齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為苔草(Carextristachya)、小紅菊(Dendranthemachanetii)、大油芒(Spodiopogonsibiricus)、茜草(Rubiacordifolia)、細(xì)距堇菜(Violatenuicornis)、龍牙草(Agrimoniapilosa)和銀背風(fēng)毛菊(Saussureanivea)；常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種是苔草(Carextristachya)、糙蘇(Phlomisumbrosa)、大油芒(Spodiopogonsibiricus)、莓葉委陵菜(Potentillafragarioides)、小紅菊(Dendranthemachanetii)、鼠掌老鸛草(Geraniumsibiricum)和龍牙草(Agrimoniapilosa)；近自然經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為糙蘇(Phlomisumbrosa)、苔草(Carextristachya)、龍牙草(Agrimoniapilosa)、唐松草(Thalictrumaquilegifoliumvar.sibiricum)、羊草(Leymuschinensis)、銀背風(fēng)毛菊(Saussureanivea)和鵝冠草(RoegneriaKamoji)。無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的第一優(yōu)勢(shì)種仍然是苔草，但近自然經(jīng)營(yíng)模式的第一優(yōu)勢(shì)種為糙蘇，苔草的重要值下降為第二優(yōu)勢(shì)種。

近熟林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為苔草(Carextristachya)、唐松草(Thalictrumaquilegifolium)、蛇莓委陵菜(Potentillacentigrana)、款冬(Tussilagofarfara)、歪頭菜(Viciaunijuga)、黃精(Polygonatumsibiricum)和大油芒(Spodiopogonsibiricus)；常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種是苔草(Carextristachya)、唐松草(Thalictrumaquilegifolium)、莓葉委陵菜(Potentillafragarioides)、大油芒(Spodiopogonsibiricus)、小紅菊(Dendranthemachanetii)、蛇莓委陵菜(Potentillafragarioides)和鼠掌老鸛草(Geraniumsibiricum)；近自然經(jīng)營(yíng)模式的優(yōu)勢(shì)種為苔草(Carextristachya)、小紅菊(Dendranthemachanetii)、糙蘇(Phlomisumbrosa)、銀背風(fēng)毛菊(Saussureanivea)、鵝觀(guān)草(Roegneriakamoji)、唐松草(Thalictrumaquilegifolium)和黑麥草(Loliumperenne)。近熟林階段，3種經(jīng)營(yíng)模式的第一優(yōu)勢(shì)種又均為苔草，近自然經(jīng)營(yíng)模式的苔草的重要值為50.65，比常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的多6.59，比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的多7.09。

表2　不同林齡下不同經(jīng)營(yíng)模式的林下草本植物重要值

注：僅列出草本重要值排序前7位的物種。

3.2　經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林下植被蓋度的影響

不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)不同林齡華北落葉松人工林林下草本的蓋度有不同程度地影響。由圖1可知，幼齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的蓋度為77.67%，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式的蓋度均比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的小，其中常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的蓋度最小，為57.87%，比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的蓋度少了19.8%，且差異顯著(p<0.05)。中齡林階段，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的蓋度最小，為16.89%，這與常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式全面鏟除雜草有直接關(guān)系，與常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式相比，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式的蓋度分別為39.53%和50.07%，且分別是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的2.3倍和3.0倍，差異均達(dá)到極顯著(p<0.01)。說(shuō)明在中齡林階段，間伐是有利于林下草本蓋度的，但是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式間伐力度過(guò)大，應(yīng)進(jìn)行適度地間伐。近熟林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式的林下草本蓋度比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的大，近自然經(jīng)營(yíng)模式的蓋度達(dá)到了56.13%，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式分別為35.33%和42.20%，其中與近自然經(jīng)營(yíng)模式相比，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式差異顯著(p<0.05)。

圖1　不同林齡下不同經(jīng)營(yíng)模式的林下草本植植物蓋度

3.3　經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林下草本植物多樣性的影響

不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被多樣性的影響如表3所示。從表3可以看出，幼齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的Shannon—Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)、Simpson指數(shù)、Margalef指數(shù)最高，分別為2.85，0.84，0.92和1.64，與無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式相比，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式的Shannon-wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)、Simpson指數(shù)、Margalef指數(shù)均比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的小，但差異不顯著(p>0.05)，其中對(duì)Pielou指數(shù)影響不大，兩種經(jīng)營(yíng)模式的Pielou指數(shù)均為0.81；近自然經(jīng)營(yíng)模式的Shannon—Wiener指數(shù)和Margalef指數(shù)均大于常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式，對(duì)于Simpson指數(shù)而言，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的略大，但差異也不顯著；幼齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式比其他兩種經(jīng)營(yíng)模式更有利于多樣性的保持，因?yàn)橛g林時(shí)，林木及其林下植被正處于生長(zhǎng)階段，林木還沒(méi)有達(dá)到郁閉，林下植被可以有效地利用陽(yáng)光和水分，過(guò)多的人為干擾會(huì)破壞植被的生長(zhǎng)。到了中齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的Shannon—Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)和Margalef指數(shù)為最大，分別為2.77，0.88和1.26，近自然經(jīng)營(yíng)模式的Shannon—Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)次之，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的Shannon—Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)最小，分別為2.29和0.80，與無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式相比，均差異顯著(p<0.05)；而3種經(jīng)營(yíng)模式的Simpson指數(shù)差別不大。近熟林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式的各項(xiàng)多樣性指數(shù)均比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的大，其中Shannon—Wiener指數(shù)是無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的1.2倍，是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的1.1倍；Pielou指數(shù)是無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的1.1倍，是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的1.0倍；Simpson指數(shù)是無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的1.1倍，是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的1.0倍，Margalef指數(shù)是無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的1.0倍，是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的1.1倍；而無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式在近熟林階段的Shannon—Wiener指數(shù)、 Pielou指數(shù)、Simpson指數(shù)均最小，分別為2.26，0.78和0.82?？梢钥闯觯搅私炝蛛A段，近自然經(jīng)營(yíng)模式的各項(xiàng)多樣性指數(shù)均高于其他兩種經(jīng)營(yíng)模式，因?yàn)樵诮炝蛛A段，林木的樹(shù)高和直徑的速生時(shí)期已經(jīng)過(guò)去，轉(zhuǎn)入到樹(shù)木材積的速生期，林木也基本達(dá)到郁閉，這時(shí)候?qū)α帜具M(jìn)行適度地?fù)嵊g伐，可以促進(jìn)林木的生長(zhǎng)，增加林下光照強(qiáng)度，有助于林下枯落物的分解，從而改變了生境條件、增加了環(huán)境的異質(zhì)性，提高了植被的多樣性[20-22]。

表3　不同林齡下不同經(jīng)營(yíng)模式的林下草本植物多樣性指數(shù)

3.4　經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林下植被生物量的影響

不同經(jīng)營(yíng)模式對(duì)華北落葉松人工林林下植被生物量的影響如圖2所示。從圖2可以看出，在幼齡林中，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的生物量最小，為0.44 t/hm2，近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量為0.58 t/hm2，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的生物量最大，為1.27 t/hm2，是無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的2.9倍，是近自然經(jīng)營(yíng)模式的2.2倍，說(shuō)明在幼齡林階段，間伐強(qiáng)度越大，生物量也越大。在中齡林中，近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量最大，為0.92 t/hm2，比常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式多0.6 t/hm2，比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式多0.7 t/hm2，但差異不顯著(p>0.05)。說(shuō)明在中齡林階段，間伐有助于林下植被的生物量，但是間伐強(qiáng)度要適中，對(duì)于其林下的雜草灌木也要適當(dāng)?shù)溺P除，所以近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量要高于常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式。到了近熟林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量最大，為0.31 t/hm2，其次是常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的0.28 t/hm2，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的生物量最小，為0.17 t/hm2。無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式?jīng)]有任何人為干擾，反而造成了資源的占用，使林下植被不能很好的生長(zhǎng)，造成生物量的降低?？梢钥闯?，對(duì)于生物量而言，在森林的幼齡、中齡、近熟階段，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量均比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的大。幼齡林階段，影響植被最主要的因素是空間與資源的競(jìng)爭(zhēng)，而常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和近自然經(jīng)營(yíng)模式砍伐力度比無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的大，釋放出更多的空間和資源，使得生物量大于無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式。在中齡林和近熟林階段，生物量的增加與伐后林分冠層郁閉度下降，林分的光照、水分條件改善，使得林下植被迅速更新、長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)有關(guān)，說(shuō)明間伐可以增加林下植被的生物量。王祖華[23]等對(duì)南京杉木人工林林下植被的生物量研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，間伐強(qiáng)度對(duì)草本生物量的影響依次為：中度>弱度>強(qiáng)度；王凱[24]等對(duì)河北省的油松人工林林下植被進(jìn)行研究，結(jié)果顯示草本層生物量隨間伐強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加；本研究中近自然經(jīng)營(yíng)模式更有助于林下草本的生物量，說(shuō)明林下植被的生物量不僅僅與間伐強(qiáng)度有關(guān)，還要結(jié)合人工林的經(jīng)營(yíng)理論，結(jié)合不同林齡的特點(diǎn)，平衡人類(lèi)、自然干擾的關(guān)系，才能使林下植被生物量發(fā)育到最佳。

圖2　不同林齡下不同經(jīng)營(yíng)模式的林下草本植物生物量

4結(jié) 論

(1) 幼齡林階段，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式更有利于林下植被多樣性，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式能保證較高的生物量。林下草本種數(shù)、蓋度、多樣性指數(shù)均呈現(xiàn)為：無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式>近自然經(jīng)營(yíng)模式>常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式，對(duì)于生物量而言，常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式的生物量最大，近自然經(jīng)營(yíng)模式次之，無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的最小。

(2) 中齡林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式更優(yōu)。在中林齡階段，林下草本種數(shù)、蓋度表現(xiàn)為：近自然經(jīng)營(yíng)模式>無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式>常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式；多樣性指數(shù)中無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式的較大，但是從縱向分析來(lái)看，其多樣性指數(shù)從幼齡林到中齡林再到近熟林的過(guò)程中，是呈降低的趨勢(shì)，而近自然經(jīng)營(yíng)模式的多樣性指數(shù)呈上升的趨勢(shì)。對(duì)于生物量而言，近自然經(jīng)營(yíng)模式的生物量要大于常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式和無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式。綜合植被種類(lèi)、蓋度、多樣性和生物量而言，中齡林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式更占優(yōu)勢(shì)。

(3) 近熟林階段，近自然經(jīng)營(yíng)模式最優(yōu)。近自然經(jīng)營(yíng)模式的林下草本種數(shù)、蓋度、多樣性指數(shù)、生物量均大于無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式和常規(guī)經(jīng)營(yíng)模式，而無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式隨著林齡的增大，植被種數(shù)、蓋度、多樣性指數(shù)和生物量都較低，說(shuō)明近自然經(jīng)營(yíng)模式越來(lái)越發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)，而沒(méi)有采伐和撫育的無(wú)干擾經(jīng)營(yíng)模式阻礙了林下植被的生長(zhǎng)，隨著林齡的增加，已經(jīng)不適合植被的生長(zhǎng)。

(4) 不同的經(jīng)營(yíng)模式對(duì)不同林齡的華北落葉松人工林林下植被的種類(lèi)、蓋度、多樣性、生物量的影響具有差異，根據(jù)森林經(jīng)營(yíng)的目標(biāo)，選擇合理的經(jīng)營(yíng)方式可以促進(jìn)落葉松人工林的生長(zhǎng)，增大林下草本多樣性和生物量，持續(xù)穩(wěn)定地利用森林資源，充分發(fā)揮其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益，為不同需求的林分提供經(jīng)營(yíng)的理論依據(jù)，更全面合理地發(fā)揮森林的多功能性。

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Effects of Different Forest Management Model on Undergrowth Vegetation ofLarixPrincipis-rupprechtiiPlantations

FENG Ying1, ZHAO Yuanyuan1, GUO Yue2, YANG Yuhong3,

LI Wenchen4, MA Chenggong4, DING Guodong1

(1.BeijingForestryUniversity,CollegeofSoil&WaterConservation,ForestryEcologicalEngineeringResearchCenterofMinistryofEducation,Beijing100083，China; 2.OrdosConversionofCroplandtoForestProjectManagementCenter,Ordos,InnerMongolia017000，China; 3.ForestryBureauofChifeng,Chifeng,InnerMongolia024000，China; 4.ChifengWangyedianForestFarm,Chifeng,InnerMongolia024423，China)

Abstract：[Objective] The objective was to find out health management of Larix principis-rupprechtii plantation under different forest age and to evaluate the effects of management conducted at present. [Methods]The study was carried out in Wangyedian forest farm of Chifeng City in Inner Mongolia. The coverage, diversity index and biomass were chosen as the indicators of vegetation condition. The impacts of conventional management and close-to-nature forest management on undergrowth vegetation of Larix principis-rupprechtii plantation were assessed by taking the no disturbance forest management as reference. [Results] (1) At young forest stage, no disturbance management was found good for the development of diversity of undergrowth vegetation, and conventional management was proved beneficial to gain maximum biomass; (2) The diversity of undergrowth vegetation of no disturbance management had its maximum at half-mature forest stage, and the vegetation type, coverage, biomass of undergrowth vegetation of close-to nature forest management were the maximum; (3) At near-mature stage, vegetation type, coverage, diversity index and biomass of undergrowth vegetation were all larger than those of no disturbance management and conventional management. [Conclusion] Measures suitable to the stand age, management aim should be made in Larix principis-rupprechtii plantation management.

Keywords:Larix principis-rupprechtii plantation; forest management; undergrowth vegetation; stand age

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)02-0064-06

中圖分類(lèi)號(hào)：S753.5

通信作者：趙媛媛(1985—)女(漢族)，河北省遷安縣人，博士，講師，主要從事水土保持與荒漠化防治方面的研究。E-mail:yuanyuan0402@126.com。

收稿日期：2014-06-29修回日期：2014-08-18
資助項(xiàng)目：國(guó)家林業(yè)局公益性行業(yè)科研項(xiàng)目“典型區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)健康維護(hù)與經(jīng)營(yíng)技術(shù)研究”(200804022A)
第一作者：馮穎(1988—)，女(漢族)，內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市人，碩士研究生，研究方向?yàn)樗帘３峙c荒漠化防治。E-mail: fengyingggjiayou@163.com。