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）