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        不同林分密度對(duì)卓尼縣落葉松林下植物多樣性的影響

        2023-07-30 14:50:57王玥
        南方農(nóng)業(yè)·上旬 2023年5期
        關(guān)鍵詞:草本落葉松林分

        王玥

        摘 要 為合理經(jīng)營(yíng)落葉松林,促進(jìn)造林效益最大化,以30年生落葉松人工林為試驗(yàn)對(duì)象,設(shè)置4種林分密度(900株·hm-2、1 260株·hm-2、1 460株·hm-2、1 660株·hm-2),通過樣地調(diào)查方法根據(jù)Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)分析不同林分密度對(duì)甘肅省甘南藏族自治州卓尼縣落葉松林下植物多樣性的影響。調(diào)查結(jié)果顯示,在落葉松近熟人工林中,林下共出現(xiàn)植物14種,其中灌木7種、草本7種;落葉松林下灌木層以木芙蓉和紫薇為主,草本層以繡線菊為主,且木芙蓉、紫薇、繡線菊的重要值隨著林分密度的增大而降低;喬木層和灌木層株高隨著林分密度的增大呈下降趨勢(shì),各林分密度下草本層株高無顯著差異(p>0.05);灌木層、草本層的物種豐富度和多樣性指數(shù)隨著林分密度的增大呈先增加后減小趨勢(shì),900株·hm-2、1 260株·hm-2兩種林分密度樣地之間無顯著差異(p>0.05);灌木層物種均勻度指數(shù)隨著林分密度的增大而降低,草木層的物種均勻度指數(shù)呈先增加后減小趨勢(shì),900株·hm-2、1 260株·hm-2兩種林分密度樣地之間無顯著差異(p>0.05)。由此可知,落葉松林下植物多樣性在低密度林分下表現(xiàn)較高,900~1 260 株·hm-2為最佳林分密度。

        關(guān)鍵詞 落葉松;人工林;林分密度;群落結(jié)構(gòu);植物多樣性;甘肅省甘南藏族自治州卓尼縣

        中圖分類號(hào):S718 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.09.062

        植物多樣性是植物群落的重要指標(biāo)之一,能夠反映植物群落的結(jié)構(gòu)類型、組織水平及穩(wěn)定性等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),林分密度可以改變林下植物多樣性,包括林下物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)等[1]。落葉松是甘肅省甘南藏族自治州卓尼縣的主要林業(yè)樹種之一,具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源及維持生物多樣性等生態(tài)功能。筆者以落葉松為試驗(yàn)對(duì)象,分析不同林分密度對(duì)林下植物多樣性的影響,以期為落葉松人工林密度調(diào)控提供重要依據(jù),促進(jìn)造林效益最大化。

        1 ?材料與方法

        1.1 ?試驗(yàn)地概況

        卓尼縣地處東經(jīng)102°46′~104°02′,北緯34°10′~35°10′,海拔2 000~2 920 m,屬高原性大陸氣候,寒冷濕潤(rùn),四季不明,年日照時(shí)間2 450.4 h,年平均氣溫5.6 ℃,年平均降水量580 mm,年無霜期100 d左右[2]。卓尼縣人工林場(chǎng)面積為8 041 hm2,以落葉松人工林為主,還分布有油松、紅松、云杉、華山松等喬木樹種,灌木種類有梅、木芙蓉、木槿、紫薇、番石榴、木樨等,草本植物有迎春花、雀舌梔子、繡線菊、諸葛菜、八角金盤、絲蘭、虎耳草等。林場(chǎng)土壤以灰褐土為主,分布有亞高山草甸土。

        1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        林場(chǎng)落葉松人工林所處區(qū)域海拔約600 m,落葉松人工林栽植于1992年,初始造林密度不統(tǒng)一。2016年,間伐調(diào)整林分密度,T1樣地林分密度為900株·hm-2,T2樣地林分密度為1 260株·hm-2,T3樣地林分密度為1 460株·hm-2,T4樣地林分密度為1 660株·hm-2。每個(gè)樣地均為20 m×30 m,樣地間保持不小于10 m的距離,每塊樣地的林相、坡向、海拔、土壤條件等盡量保持一致,每個(gè)處理3次重復(fù),樣地概況如表1所示。

        1.3 ?測(cè)定項(xiàng)目

        試驗(yàn)于2022年開展,以2017—2021年所記錄的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分別對(duì)林下灌木層、草本層的物種組成與重要值、豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)進(jìn)行調(diào)查[3]。

        1)物種重要值。按照公式(1)計(jì)算物種重要值VI。

        [VI=DR+CR+FR3×100] ? (1)

        式中:DR為相對(duì)頻度,某個(gè)種頻度占所有種頻度之和的比例;CR為相對(duì)蓋度,即某個(gè)種蓋度占所有種蓋度之和的比例;FR為相對(duì)密度,即某個(gè)種的個(gè)體數(shù)占所有種的個(gè)體總數(shù)的比例。

        2)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。按照公式(2)計(jì)算物種優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D。

        [D=1-i=1sP2i] ? (2)

        式中:Pi為某物種個(gè)體數(shù)占所有物種總個(gè)體數(shù)的比例,s為物種數(shù)目。

        3)多樣性指數(shù)。按照公式(3)計(jì)算物種多樣性指數(shù)H′。

        [H′=-i=1sPilnPi] ? (3)

        式中:Pi為某物種個(gè)體數(shù)占所有物種總個(gè)體數(shù)的比例,s為物種數(shù)目。

        4)均勻度指數(shù)。按照公式(4)計(jì)算物種均勻度指數(shù)J。

        [J=H′lns] ? ?(4)

        式中:H′為多樣性指數(shù),s為物種數(shù)目。

        1.4 ?數(shù)據(jù)處理

        利用Excel 2010軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,運(yùn)用SPSS軟件分析和處理數(shù)據(jù),利用鄧肯法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著性[4]。

        2 ?結(jié)果與分析

        2.1 ?林下植物組成及重要值

        由表2可知,在不同密度林下,落葉松林下植物共出現(xiàn)14種,其中灌木7種、草本7種。在900株·hm-2、1 260株·hm-2、1 460株·hm-2、1 660株·hm-2林分密度下,落葉松林下灌木層均以木芙蓉為主,紫薇次之;落葉松林下草本層均以繡線菊為主,隨著林分密度的增大,繡線菊的重要值降低。

        2.2 ?灌木層和草本層高度

        由表3可知,不同林分密度下灌木層高度差異顯著(p<0.05),且隨著林分密度的增大,灌木層高度平均值逐漸下降,灌木層最高的為T1樣地,平均值為(0.93±0.16)m,與T2樣地差異不顯著(p>0.05),但顯著高于T3、T4樣地(p<0.05)。不同林分密度下草本層高度差異不顯著(p>0.05),草本層最高的為T1樣地,平均值為(0.08±0.11)m。

        2.3 ?落葉松林下植物多樣性

        由表4可知,隨著林分密度的增大,灌木層和草木層植物多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。1)在多樣性指數(shù)方面,T2樣地的灌木層和草木層多樣性指數(shù)最大,與T1樣地相比差異不顯著(p>0.05),與T3樣地和T4樣地相比差異顯著

        (p<0.05)。2)在優(yōu)勢(shì)度指數(shù)方面,T2樣地的灌木層和草木層豐富度指數(shù)最大,與T1樣地相比差異不顯著(p>0.05),與T3樣地、T4樣地相比差異顯著

        (p<0.05)。3)隨著林分密度的增大,灌木層均勻度指數(shù)呈逐漸下降趨勢(shì),T1樣地的灌木層均勻度指數(shù)最大,與T2樣地相比差異不顯著(p>0.05),與T3樣地和T4樣地相比差異顯著(p<0.05);隨著林分密度的增大,草木層均勻度指數(shù)呈先增加后下降趨勢(shì),T2樣地的草木層均勻度指數(shù)最大,與T1樣地相比差異不顯著(p>0.05),與T3樣地和T4樣地相比差異顯著(p<0.05)。

        3 ?結(jié)論與討論

        1)落葉松林下植物多樣性在不同林分密度下有著不同的表現(xiàn)。隨著林分密度的增大,林下灌木、草本高度逐漸降低,這可能是由于林分密度過大影響了灌木及草本的光合作用,進(jìn)而阻礙了植物生長(zhǎng)[5]。

        2)落葉松林下灌木層以木芙蓉和紫薇為主,林下草本層以繡線菊為主,隨著林分密度的增大,木芙蓉、紫薇、繡線菊重要值也逐漸降低,這可能是由于落葉松密度過大,導(dǎo)致林下光照不足,難以滿足木芙蓉、紫薇和繡線菊的生長(zhǎng)需求。3)隨著林分密度增大,灌木層和草本層植物多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),數(shù)值最大的均為T2樣地;灌木層均勻度指數(shù)呈逐漸下降趨勢(shì),草木層均勻度指數(shù)呈先增加后下降趨勢(shì),數(shù)值最大的為T2樣地。這可能是部分灌木及草本種類更適宜暴露在較強(qiáng)的陽(yáng)光下,因此適當(dāng)遮擋可能增加優(yōu)勢(shì)度指數(shù)及多樣性指數(shù)。

        綜合考慮上述因素,900~1 260株·hm-2為最佳林分密度,可豐富落葉松林下植物多樣性。

        參考文獻(xiàn):

        [1] ? 李雪,王靜,張靜,等.林齡和林分密度對(duì)華北落葉松人工林土壤養(yǎng)分和細(xì)菌群落的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2022,42(10):83-92.

        [2] ? 蔡錳柯,韓海榮,程小琴,等.山西太岳山不同林齡華北落葉松林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2022,44(5):86-93.

        [3] ? 劉洪柳,王澤鑫,郭晉平,等.林分密度對(duì)華北落葉松天然次生林林下植被和土壤呼吸的影響[J].廣西林業(yè)科學(xué),2022,51(2):190-196.

        [4] ? 任君艷.不同林分密度對(duì)落葉松人工林生長(zhǎng)的影響[J].綠色科技,2022,24(5):198-200.

        [5] ? 田平,韓海榮,康峰峰,等.密度調(diào)整對(duì)太岳山華北落葉松人工林冠層結(jié)構(gòu)及林下植被的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,38(8):45-53.

        (責(zé)任編輯:張春雨 ?丁志祥)

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