覃愛華
(廣西環(huán)江毛南族自治縣華山林場,廣西環(huán)江547100)
幼苗是森林恢復(fù)演替過程中最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)之一[1]。在林木生命周期中,幼苗階段是個體生長最為脆弱,對環(huán)境變化最為敏感的時期[2]。在幼苗階段發(fā)生的一系列個體數(shù)量變化可以解釋林木成年種群的許多特征,甚至決定林木種群的命運。因此對林木幼苗種群統(tǒng)計的研究有助于全面理解和掌握林木種群的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律、種群動態(tài)變化過程[3-4]。前人針對不同林分[5]、不同間伐量[6]、有無凋落物[7]、上下坡位[8]4種因素對于林下植被環(huán)境的影響分別進(jìn)行了深入的探討,通過以上因素變化對林下環(huán)境的影響來解釋該因素對林下植被更新的影響機(jī)制。該次研究更著重于這4種主要因素之間的橫向比較以及所產(chǎn)生的交互作用對林下植被更新所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。通過對紅椎-馬尾松混交林進(jìn)行分析,初步探究闊葉混交林的更新特性,為闊葉混交林的培育和更新研究提供參考。
試驗地位于廣西環(huán)江縣華山林場(107°27′24.2″~107°30′43.9″E,25°41′20.5″~25°44′13.2″N),屬亞熱帶濕潤季風(fēng)性氣候,海拔500~1 465 m,年平均氣溫15℃,極端最高氣溫35.5℃,極端最低氣溫-4.0℃,年降雨量1 346 mm,土壤類型以黃壤為主。植被類型以馬尾松(Pinus massoniana)為 主,其 間 還 有 杉 木(Cuninghamia lanceolata),灌木樹種主要有懸鉤子(Rubus)、野薔薇(Rosa canina)等。
分別在紅椎人工林、馬尾松人工林、紅椎+馬尾松同齡混交林和紅椎+馬尾松異齡混交林設(shè)置規(guī)格為50個10 m×10 m的樣方,做基本的群落學(xué)調(diào)查。設(shè)置3個不同的間伐強(qiáng)度及對照處理,3次重復(fù)。間伐強(qiáng)度:強(qiáng)度間伐(3株/100 m2)、中度間伐(6株/100 m2)、弱度間伐(9株/100 m2)。另外設(shè)立6個1 m×1 m的固定幼苗小樣方進(jìn)行林下植被更新調(diào)查;其中3個樣方去掉樣方中凋落物。固定幼苗小樣方半年復(fù)查1次,共調(diào)查3次。
采用Excel 2003和SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
研究所選取的4塊樣地的林下植被特征如表1所示:同齡混交林中幼苗個體數(shù)均值達(dá)到了10.51株,多于其他3個樣方;其個體數(shù)方差達(dá)到了12.1,個體分布具有很強(qiáng)的不均勻性;其他3個林分中幼苗分布則相對較均勻,但個體數(shù)稀少;同齡混交群落較其他3個群落,其物種數(shù)最多,且較穩(wěn)定;紅椎、馬尾松純林林下幼苗物種數(shù)變化較大。林下所包含的幼苗種數(shù)少(表2),紅椎幼苗占據(jù)了紅椎純林林下大部分空間,自然更新樹種僅有三叉苦1株;馬尾松林林下僅有1株馬尾松苗,其林下分布了少量自然更新的九節(jié)(Psychotria rubra)、山蒼子(Litsea cubeba)等。馬尾松純林林下幼苗種類最多;同齡混交林林下也分布了大量紅椎幼苗;異齡混交林下幾乎沒有幼苗,幼苗樣方中僅出現(xiàn)2株紅椎和2株羅浮栲。
表1 各林分幼苗樣方概況
表2 各林分幼苗樣方物種數(shù)量分布
對林分因素分析結(jié)果表明,林分因素對幼苗的個體數(shù)和物種數(shù)均產(chǎn)生了極顯著差異。從圖1可以看出,紅椎純林中上坡位的幼苗個體數(shù)和物種數(shù)均低于下坡位,其中林下上坡位幼苗個體數(shù)極顯著多于下坡位,上坡位幼苗物種數(shù)顯著多于下坡位;馬尾松純林中上坡位的幼苗個體數(shù)和物種數(shù)均略多于下坡位,但差異未能達(dá)到顯著水平;紅椎+馬尾松同齡混交林中上坡位的幼苗個體數(shù)明顯要多于下坡位、物種數(shù)差異不大,方差分析結(jié)果體現(xiàn)了圖上的這一狀態(tài);紅椎+馬尾松異齡混交林中上坡位個體數(shù)和物種數(shù)均要多于下坡位,差異均達(dá)到了極顯著水平。
圖1 各林分不同坡位植物幼苗物種數(shù)及個體數(shù)分布特征
從圖2可以看出,紅椎純林中不同間伐處理的幼苗個體數(shù)有差異,對照、強(qiáng)度間伐、中度間伐樣方內(nèi)幼苗個體數(shù)呈遞減關(guān)系,弱度間伐樣方的幼苗個體數(shù)較中度間伐回升,與強(qiáng)度間伐個體數(shù)相近;林中物種數(shù)相對平穩(wěn)。個體數(shù)差別達(dá)到顯著水平,林下幼苗的物種數(shù)無顯著差異;馬尾松純林中對照樣方幼苗個體數(shù)和物種數(shù)多于強(qiáng)度間伐和中度間伐處理,強(qiáng)度間伐處理和中度間伐處理幼苗個體數(shù)和物種數(shù)均相近,弱度間伐處理幼苗物種數(shù)和個體數(shù)回升,但均未能達(dá)到顯著差異;同齡混交林下不同間伐程度樣方內(nèi)幼苗個體數(shù)變化趨勢和馬尾松純林相似,但各處理樣方內(nèi)物種數(shù)無明顯差異;異齡混交林內(nèi)僅中度間伐處理的數(shù)據(jù)不為0,其他全為0。故間伐對異齡混交林內(nèi)幼苗樣方個體數(shù)和物種數(shù)產(chǎn)生了極顯著差異。
圖2 各林分不同間伐強(qiáng)度下植物幼苗物種數(shù)及個體數(shù)分布特征
從圖3可以看出,紅椎純林林下未清除凋落物的樣方和清除凋落物的樣方內(nèi)幼苗個體數(shù)和物種數(shù)沒有顯著差異;馬尾松純林林下未清除凋落物的樣方中幼苗個體數(shù)和物種數(shù)比清除凋落物的樣方略多,但未形成顯著差異;同齡混交林林下未清除凋落物的樣方內(nèi)幼苗個體數(shù)多于清除凋落物的樣方,未清除凋落物的樣方內(nèi)幼苗物種數(shù)與清除凋落物的樣方無顯著差別;異齡混交林林下未清除凋落物與清除凋落物的幼苗個體數(shù)和物種數(shù)均無顯著差異。
圖3 各林分不同凋落物處理下植物幼苗物種數(shù)及個體數(shù)分布特征
綜上所述,4個因素中僅林分自身所具備的林分和坡位因素對林下植被的個體數(shù)和物種數(shù)產(chǎn)生顯著影響,而人為設(shè)置的間伐處理和凋落物處理因素則未產(chǎn)生顯著影響,基本符合預(yù)期水平。由于間伐因素為人為設(shè)置因素,因此間伐程度理論上對4種林分幼苗初期個體數(shù)和物種數(shù)均不造成顯著影響,以保證后期實驗變量的單一性。但在實際操作中,由于樣地林下幼苗分布不均勻、設(shè)置樣地的誤差等造成了分析過程中的誤差,另外,由于樣地林下植被稀少,加強(qiáng)了隨機(jī)因素的作用,進(jìn)一步擴(kuò)大了分析中的誤差。