付薔

（遼寧省青山保護(hù)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

1 試驗(yàn)地自然概況

遼東山區(qū)為長(zhǎng)白山山脈的西南延伸部分，屬長(zhǎng)白植物區(qū)系，地帶性森林植物群落是以柞樹(shù)為主的闊葉林和針闊混交林。柞木林是以櫟屬樹(shù)種為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的森林群落，是遼東山區(qū)分布最多、面積最大的次生林類(lèi)型。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地概況

本文主要分析不同間伐強(qiáng)度下柞樹(shù)林的物種多樣性特征及變化，以期對(duì)該區(qū)域的森林植被有更深入的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為森林植被物種資源的可持續(xù)利用提供一定的參考依據(jù)。選取柞樹(shù)林不同間伐強(qiáng)度的林型進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)于遼寧省灣甸子實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，分別選取不同間伐強(qiáng)度的柞樹(shù)林，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣地19塊，樣地面積20m×30m，標(biāo)準(zhǔn)地面積均為0.06hm2（表1）。

2 研究方法

2.1 基本林分因子調(diào)查

將樣地劃為24個(gè)5m×5m樣方，對(duì)喬木層樣地進(jìn)行每木檢尺（DBH＞5cm）；采用機(jī)械布點(diǎn)的方法調(diào)查草本、灌木樣方各10個(gè)，灌木樣方采用3m×3m，草本樣方1m×1m，調(diào)查種類(lèi)組成、多度、蓋度、高度、頻度等指標(biāo)。

2.2 多樣性指標(biāo)選取

采用目前應(yīng)用較為普遍的計(jì)算公式，對(duì)研究地區(qū)植物群落物種多樣性進(jìn)行測(cè)度[1]。

2.2.1 豐富度指數(shù)

Patric豐富度指數(shù)[2]：

S＝出現(xiàn)在樣方的物種數(shù)

Margalef豐富度指數(shù)計(jì)算：

d＝ （S－1）／lnN

2.2.2 多樣性指數(shù)

Shannon－Wiener指數(shù)[3]

Simpson指數(shù)

2.2.3 均勻度指數(shù)[4]

以上各式中：S—物種數(shù)目；N—群落中所有物種個(gè)體總數(shù)；Ni—第i種個(gè)體數(shù)；Pi—各物種的相對(duì)多度（即樣本中屬于i種的個(gè)體數(shù)與全部種的總個(gè)體數(shù)之比）。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同采伐強(qiáng)度下物種多樣性規(guī)律

群落中的物種數(shù)是最直觀、最有效地測(cè)度群落中物種豐富程度的指標(biāo)，也被認(rèn)為是群落多樣性最客觀的指標(biāo)，它表明一定面積的生境內(nèi)生物種類(lèi)的數(shù)目[1]。

表2 柞樹(shù)林不同間伐強(qiáng)度的物種多樣性指數(shù)

由表2可以看出：間伐強(qiáng)度的3個(gè)系統(tǒng)和參照系中，強(qiáng)度間伐的柞樹(shù)林接近于純林，林分內(nèi)物種數(shù)目最少，尤其在喬木層中，由于人工誘導(dǎo)形成了單一的優(yōu)勢(shì)種——柞樹(shù)，其他的物種如花曲柳等均處于伴生和被壓狀態(tài)。同時(shí)由于郁閉度的降低改善了林分內(nèi)部的光照條件，為下層的草本植物的侵入、演替、生長(zhǎng)提供了有利的條件，如寬葉薹草（Carex siderosticta）、羊胡薹草（Carexcollitrichos）等一些喜光和適應(yīng)性強(qiáng)的植物；而耐蔭蔽的和喜濕潤(rùn)條件的物種退出。從整體上看：強(qiáng)度間伐的柞樹(shù)林群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是一種不穩(wěn)定的群落；中度間伐的柞樹(shù)林與弱度間伐的柞樹(shù)林，是處于中間的一種群落，群落中的灌木與草本植物物種數(shù)量較高。在對(duì)照系群落的各層次中，喬木和灌木豐富度指數(shù)都是最大的，而草本的豐富度則是最小的，這種情況的出現(xiàn)是由于群落中的喬、灌木種間競(jìng)爭(zhēng)激烈的結(jié)果。喬、灌木在群落中隨著郁閉度的增加，種間的競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈，充分郁閉后使得一些陽(yáng)性的草本植物由于得不到光照而逐漸退出群落，只有一些較耐陰濕的草本存活，因而草本植物的多樣性最小。

單位面積上的物種數(shù)量可以度量群落的物種結(jié)構(gòu)特征。豐富度指數(shù)是與群落的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均有關(guān)的指標(biāo)，用一定面積內(nèi)物種的數(shù)目與個(gè)體總數(shù)之間的關(guān)系來(lái)測(cè)定。4種群落的豐富度指數(shù)的變化趨勢(shì)為：對(duì)照＞弱度間伐＞中度間伐＞強(qiáng)度間伐，即豐富度指數(shù)同樣以對(duì)照樣地最大，其次為弱度、中度擇伐改造地，實(shí)施了強(qiáng)度擇伐撫育措施的柞樹(shù)林豐富度指數(shù)最低。

3.2 不同間伐強(qiáng)度下植物多樣性變化

3種干擾方式下，系統(tǒng)間Shannon－Weiner指數(shù)和Simpson指數(shù)所表征的趨勢(shì)一致（表2），各層次多樣性指數(shù)均遵循以下規(guī)律：①對(duì)照＞弱度間伐＞中度間伐＞強(qiáng)度間伐（喬木、灌木）；②對(duì)照＜弱度間伐＜中度間伐＜強(qiáng)度間伐（草本），即喬木層和灌木層多樣性指數(shù)以對(duì)照樣地為最高，其次為弱度、中度擇伐改造樣地，強(qiáng)度擇伐的改造樣地的多樣性指數(shù)最低，而草本層則相反。其原因可能是：①?gòu)?qiáng)度擇伐樣地的喬木密度最低，覆蓋度低，而且空間垂直分層單一，呈單層次水平郁閉，從而增強(qiáng)了林下的光照，降低了空間的異質(zhì)性，形成單層同齡林，具有純林在空間和時(shí)間上的顯著特點(diǎn)，人為干擾明顯，使得灌木稀疏，從而降低了喬灌木的多樣性。由于間伐疏開(kāi)林冠，林下有一定強(qiáng)度的光照，利于喜光和適應(yīng)性較強(qiáng)的草本植物侵入、補(bǔ)充、存活和生長(zhǎng)，增加了草本植物的多樣性指數(shù)，從經(jīng)營(yíng)上看有利于樹(shù)種的直徑生長(zhǎng)。②可能與某些在間伐林生境內(nèi)潛在的適生種缺乏侵入時(shí)間有關(guān)。③同時(shí)在實(shí)際調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，人為破壞性干擾也是導(dǎo)致強(qiáng)度間伐改造地多樣性指數(shù)比較低的重要因素，在3種不同間伐強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)發(fā)現(xiàn)有人為清除灌木現(xiàn)象。可見(jiàn)，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次分化多的群叢，多樣性指數(shù)就高；而群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的，物種多樣性指數(shù)較低。

此外，Shannon－Wiener指數(shù) 和Simpson指數(shù)在喬木層、灌木層的變化都較為緩和，而在草本層變化較大，反映了不同區(qū)域多樣性的差異，即在不同區(qū)域生境或林下的小環(huán)境對(duì)草本層起了很大的作用。

3.3 均勻度是影響物種多樣性的主導(dǎo)因子

較穩(wěn)定的群落具有較高的物種均勻度，所以作為群落物種多樣性指數(shù)的輔助指標(biāo)，同時(shí)來(lái)表示群落的組成結(jié)構(gòu)水平，使得群落均勻度指標(biāo)具有較高的生物學(xué)意義。不同間伐強(qiáng)度方式下，各系統(tǒng)內(nèi)不同層次間的Pielou均勻度指數(shù)反映出不同的趨勢(shì)：①對(duì)照＞弱度間伐＞中度間伐＞強(qiáng)度間伐（喬木、灌木）；②對(duì)照＜弱度間伐＜中度間伐＜強(qiáng)度間伐（草本）。3種不同間伐方式下，以喬木層均勻度指數(shù)變化最明顯，這是因?yàn)閷?shí)施了不同間伐強(qiáng)度后各群落的喬木數(shù)量減少形成不同的鑲嵌斑塊，林分內(nèi)樹(shù)木分布稀疏，故均勻度呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)。灌木層和草本層的均勻度變化較為緩和，并且灌木層略有降低，草本層略有升高。這是由于構(gòu)成這2個(gè)層次的種類(lèi)相對(duì)密度較為一致，系統(tǒng)內(nèi)物種分布比較均勻，各物種數(shù)量差異不大。但是隨間伐強(qiáng)度的遞增，改善了林內(nèi)的光照、水分和土壤等條件，使得草本物種數(shù)量有所增加，故均勻度有所增加。總體來(lái)說(shuō)強(qiáng)度間伐樣地物種數(shù)量少于對(duì)照樣地，所以其豐富度和多樣性指數(shù)并不高。

4 結(jié)論和建議

4.1 遼東山區(qū)不同間伐強(qiáng)度的柞樹(shù)林不同層次之間物種多樣性是：?jiǎn)棠緦樱脊嗄緦樱疾荼緦?；不同群落之間隨間伐強(qiáng)度的增加物種多樣性的變化趨勢(shì)是：（喬木、灌木）對(duì)照系＞弱度間伐的柞樹(shù)林＞中度間伐的柞樹(shù)林＞強(qiáng)度間伐的柞樹(shù)林，（草本）對(duì)照系＜弱度間伐的柞樹(shù)林＜中度間伐的柞樹(shù)林＜強(qiáng)度間伐的柞樹(shù)林。

4.2 森林只有在合理的經(jīng)營(yíng)條件下才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。間伐強(qiáng)度是森林經(jīng)營(yíng)措施中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，間伐后森林能否向更穩(wěn)定的方向發(fā)展是評(píng)價(jià)撫育間伐措施最直接的依據(jù)。間伐后，遼東櫟林的物種組成、結(jié)構(gòu)和功能等方面發(fā)生改變，決定了不同間伐強(qiáng)度在物種多樣性（豐富度、多樣性和均勻度）特征上的差異[5]。同時(shí)，在對(duì)現(xiàn)有林進(jìn)行經(jīng)營(yíng)改造時(shí)和荒山造林時(shí)，我們應(yīng)考慮以維持較高生物多樣性為前提，大力提倡營(yíng)造有較高物種多樣性的闊葉混交林或針闊混交林，以發(fā)揮森林最大的生態(tài)效益，維持可持續(xù)發(fā)展。

[1]馬克平.生物群落多樣性的測(cè)度方法Ⅰα多樣性的測(cè)度方法（上）[J].生物多樣性，1994，2（3）：162－168

[2]馬克平，劉玉明.生物群落多樣性的測(cè)度方法Ⅰα多樣性的測(cè)度方法（下）[J].生物多樣性，1994，2（3）：231－239

[3]謝晉陽(yáng).物種多樣性指數(shù)與物種多度分布[M]／／林金安.植物科學(xué)綜論.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1993：222－233

[4]郝占慶，陶大立，趙士洞.長(zhǎng)白山北坡闊葉紅松林及其次生白樺林高等植物物種多樣性比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1994，5（1）：16－23

[5]李榮，張文輝，何景峰，等.不同間伐強(qiáng)度對(duì)遼東櫟林群落穩(wěn)定性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22（11）：14－19