程鳳剛

(黑龍江省東方紅林業(yè)局西南岔經(jīng)營(yíng)所)

林分密度對(duì)白樺人工林林分生長(zhǎng)及林下植物多樣性的影響

程鳳剛

(黑龍江省東方紅林業(yè)局西南岔經(jīng)營(yíng)所)

本文對(duì)不同密度的白樺人工林生長(zhǎng)量及林下植物多樣性進(jìn)行了調(diào)查分析，試驗(yàn)認(rèn)為，在未考慮經(jīng)營(yíng)目的和木材質(zhì)量的情況下，林分密度0.8的林分蓄積量最大，是木材生產(chǎn)較為適合的經(jīng)營(yíng)密度。林分密度對(duì)林下植物豐富度及物種均勻度影響較大，郁閉度0.7是白樺人工林保護(hù)植物多樣性適宜的經(jīng)營(yíng)密度。

白樺人工林 林分密度 生長(zhǎng)量 多樣性

林分密度是指單位面積林地上的立木數(shù)量，其指標(biāo)反映出林木對(duì)所占空間的利用程度，林分密度是影響林分生長(zhǎng)和林下植物多樣性的重要因子。在林木生產(chǎn)中，通過(guò)人為干預(yù)使林分處于最佳密度以得到最大木材產(chǎn)出，是森林經(jīng)營(yíng)的基本任務(wù)。同時(shí)，林分最佳密度隨林木種類、立地條件、經(jīng)營(yíng)目的及林齡的變化而變化，因此，林分最佳經(jīng)營(yíng)密度的確定是一個(gè)系統(tǒng)而又全面的研究課題。本文以白樺人工林為調(diào)查試驗(yàn)對(duì)象，研究經(jīng)營(yíng)密度對(duì)林分生長(zhǎng)量及林下植被多樣性的影響，研究結(jié)論為白樺人工林經(jīng)營(yíng)措施的制定提供理論支撐，對(duì)提高白樺人工林林分質(zhì)量、完善森林多樣性、提升生態(tài)效益具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)林分

本文試驗(yàn)林分位于東方紅林業(yè)局西南岔經(jīng)營(yíng)所，地理坐標(biāo)東經(jīng)133°46′，北緯46°55′，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬季漫長(zhǎng)、寒冷而干燥，夏季短促、溫暖而多雨，年平均氣溫1.6℃、極端最高溫34℃，最低氣溫-40℃，年≧10℃積溫2378℃，無(wú)霜期120天左右。本文在二類調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選擇坡位、坡向及海拔相對(duì)一致，林齡20a，經(jīng)營(yíng)密度分別為0.5～0.8的白樺人工林設(shè)置20m×20m標(biāo)準(zhǔn)地，三次重復(fù)，對(duì)林分生長(zhǎng)量及林下植被進(jìn)行調(diào)查。

1.2 調(diào)查指標(biāo)與方法

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行每木檢尺，記錄樹(shù)高、胸徑及立木株樹(shù)，按一元材積公式V=0.000035D293176計(jì)算單株材積，并累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量。

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)置5m×5m樣方，采用分層取樣的方式調(diào)查林下植被多樣性，調(diào)查每個(gè)物種的高度、蓋度及多度。第i種物種在樣方中的總數(shù)記為Si，按公式計(jì)算重要值Pi、Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)，

重要值Pi=(相對(duì)高度+相對(duì)蓋度+相對(duì)多度)/3；

Simpson指數(shù) D=1-∑Pi×Pi；

N——樣方內(nèi)物種總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分密度對(duì)白樺人工林生長(zhǎng)量的影響

密度因子通過(guò)影響單株立木的營(yíng)養(yǎng)空間來(lái)影響林分的生長(zhǎng)，一般情況下，郁閉度越低，單株立木營(yíng)養(yǎng)空間越大，林分的平均胸徑、單株材積就越大；郁閉度越高，單株立木營(yíng)養(yǎng)空間越小，養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)就越激烈，林分的平均胸徑、單株材積就越小。蓄積量為單株材積與密度株樹(shù)的乘積，如何控制合理的林分密度，以得到最大的木材產(chǎn)出，是森林經(jīng)營(yíng)研究的重點(diǎn)。

表1 不同林分密度白樺林生長(zhǎng)量調(diào)查數(shù)據(jù)

表2 主體間效應(yīng)方程分析結(jié)果

從表1、表2可以看出，隨著林分密度的增大，林分平均胸徑逐步下降。由于單株材積是由胸徑一元材積公式計(jì)算所得，因此，單株材積也相應(yīng)降低，方差分析結(jié)果表明林分密度間平均胸徑與單株材積差異極顯著，說(shuō)明林分密度對(duì)胸徑及單株材積指標(biāo)存在較大影響。從蓄積指標(biāo)來(lái)看，林分密度0.5的林分平均胸徑、單株材積最大分別達(dá)到12.1cm和0.0543m3，但由于單位面積的立木株樹(shù)最少，因此蓄積量最低；林分密度0.6和0.7的林分蓄積量差異不顯著，林分密度0.8的林分蓄積量最大，這很大程度上歸功于密度株樹(shù)的累加效應(yīng)。

分析結(jié)果表明：林分密度對(duì)白樺人工林的平均胸徑、單株材積和蓄積量存在顯著影響，隨著林分密度的增大，平均胸徑和單株材積指標(biāo)下降，而由于試驗(yàn)林分未充分郁閉，營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)不強(qiáng)，蓄積量指標(biāo)主要受密度株樹(shù)的影響，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。林分密度0.8的林分蓄積量最大，是較為適合的經(jīng)營(yíng)密度，這是在未考慮經(jīng)營(yíng)目的和木材質(zhì)量的情況下得出的結(jié)論，在木材生產(chǎn)中，為了培育大徑材應(yīng)適度降低經(jīng)營(yíng)密度。

2.2 林分密度對(duì)林下植被多樣性的影響

林分密度通過(guò)改變林內(nèi)光照條件，改變林內(nèi)濕度和溫度，從而對(duì)林下植物種類分布產(chǎn)生影響，從表3可以看出隨著林分密度的增大，林下草本及灌木種類先增多后減少，這與林下光照、溫濕度條件的改變有關(guān)，同時(shí)也與植物本身的適應(yīng)性有關(guān)，林分密度0.7的林下植物種類最豐富，有28種草本植物和19種灌木植物。

表3 不同林分密度林下植被多樣性調(diào)查數(shù)據(jù)

從反應(yīng)植物多度的Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)來(lái)看，林分密度0.7的林下草本、灌木的D指數(shù)和H指數(shù)均為最高，這是由于常見(jiàn)植物在林下分布均勻，而偶見(jiàn)植物種類增多的原因。不同林分密度下灌木種類低于草本植物種類，但灌木的Shannon-Wiener指數(shù)明顯高于草本植物，說(shuō)明灌木在各林分中分布較為均勻，受林分密度的影響較小，而草本植物的分布受環(huán)境因素的影響較大，分布不均，這與草本植物的適應(yīng)性范圍有關(guān)。林分密度0.7的林分，林下植物豐富度與物種均勻度最高，是適宜白樺人工林保護(hù)植物多樣性的經(jīng)營(yíng)密度。

3 結(jié)論

3.1 隨著林分密度的增大，平均胸徑和單株材積指標(biāo)下降，由于試驗(yàn)林分未充分郁閉，蓄積量指標(biāo)主要受密度株樹(shù)的影響，因此，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在未考慮經(jīng)營(yíng)目的和木材質(zhì)量的情況下，林分密度0.8的林分蓄積量最大，是木材生產(chǎn)較為適合的經(jīng)營(yíng)密度。

3.2 林分密度對(duì)林下植物多樣性存在顯著影響，林分密度0.7的林分，林下植物豐富度與物種均勻度最高，是適宜白樺人工林保護(hù)植物多樣性的經(jīng)營(yíng)密度。

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責(zé)任編輯：葛 君

校 對(duì)：蔣雨航

The Effects of Stand Density on Forest Growth and Plant Diversity of Betula platyphylla Suk.Plantation

Cheng Feng-gang

(

Xinancha management institute of Dongfanghong forest bureau in Heilongjiang province,158402,Heilongjiang,China)

This paper investigated the forest growth and plant diversity of Betula platyphylla Suk. plantation with different densities. The results showed that without considering the business purpose and wood quality, the biggest amount of accumulation was the stand density of 0.8, which was the more suitable for wood production business density. Stand density affect the understory plant species richness and evenness degree. The suitable management density for plantation protection plant diversity was crown density of 0.7.

Betula platyphylla Suk. Plantation; sand density;growth; diversity

2017-01-24