不同近自然林分林下植物多样性的研究

程 伟

（黑龙江省第一森林调查规划设计院，黑龙江 牡丹江 157009）

森林除提供木材外，还为人类提供着各种食物、药材和工业原料等资源；此外，森林在涵养水源、净化空气、防风固沙、丰富生物种类等方面也发挥着难以估量的作用。森林发挥各种作用的根源是森林生物多样性，只有森林生物多样性得到保护，森林才有可能持续的提供各种资源，并发挥其重要的作用。

近年来，我国林业发展在许多方面都与生物多样性的保护有密切关系，诸如森林可持续经营、自然保护、林木种质资源保存与遗传改良、退化森林的恢复与重建、森林的效益评价等。尽管如此，我国森林生物多样性的研究仍非常滞后，生物多样性评价指标和体系仍然沿用上世纪40年代生态学家辛普森等人建立的Simpson多样性指数、Shannon多样性指数和均匀度等计算方法。该生物多样性评价体系虽然从物种层面研究生物多样性，但却无法对具体物种进行有效准确的评价，而生物多样性主要保护的是珍稀濒危物种、重点开发利用的是经济价值较高的物种。

为此，本文将采用森林近自然化程度和植物功能群的研究方法，对牡丹江地区近自然化程度不同的林分林下植物多样性进行调查，旨在确定本地区林下植被近自然化程度最高、组成最优的近自然林模式，完善我国近自然林业体系。

1 研究区概况

本研究在黑龙江省牡丹江市青梅林场进行。青梅林场位于牡丹江市东郊，地理坐标为E 129°39′～129°54′，N 44°35′～44°39′。该区是低山丘陵，平均坡度6°～20°，海拔220～731m。属于中温带大陆性季风气候，一年四季分明，冬冷夏热。7月最热，月平均气温21.7℃；1月最冷，月平均气温-18.6℃，年降雨量为575.7mm，年蒸发量为1220mm，无霜期130.8d。地带性土壤为暗棕壤。

本研究以牡丹江地区近自然化程度不同的4种林分（包括红松阔叶林、过伐林、水曲柳落叶松混交林和落叶松人工林，以红松阔叶林为对照）为研究对象，林分概括见表1。

表1 林分概况

2 研究方法

调查方法：调查于2011年7月下旬进行。在4种林分内随机设置8个16m×16m的大样方。在每个大样方内随机设5个2m×2m的灌木样方，在每个灌木样方内对角位置设2个1m×1m的草本样方。记录每一灌木样方内灌木的种数、个体数、树高和盖度，记录草本样方内草本植物的物种数、个体数（丛数）、高度、盖度。

数据处理方法：采用以下指数进行多样性的测定：Simpson多样性指数D＝1-∑Pi2，式中Pi＝（相对密度＋相对盖度）／2，为是第i个种的重要值。不同功能群中物种重要值的计算公式为：Pi＝（相对密度＋相对盖度＋相对频度）／3（马克平，1994）。植物功能群采用不同生活型（将植物分成1年生草本植物、多年生草本植物、灌木和乔木）分类方法。

3 结果与分析

与红松阔叶林相比，其他3种林分的物种数、盖度均小于自然化程度最高的红松阔叶林，其中水落混交林和落叶松人工林的木本植物及草本植物的物种数、盖度均显著低于红松阔叶林（P＜0.05）；过伐林除木本植物盖度与红松阔叶林差异不显著外（P＞0.05），其他项目（木本植物和草本植物种数，草本植物盖度）均显著低于红松阔叶林（P＜0.05）；过伐林的木本植物种数、盖度和草本植物的种数、盖度均显著高于水落混交林和落叶松人工林（P＜0.05）；木本植物种数、盖度在水落混交林和落叶松人工林之间差异不显著（P＞0.05），而草本植物种数、盖度均表现为水落混交林显著高于落叶松人工林（P＜0.05）（见表2）。

表2 不同林分林下植物种数和盖度

过伐林除草本植物Shannon多样性指数显著低于红松阔叶林外（P＜0.05），其他各项多样性指标：木本植物Simpson多样性指数和Shannon多样性指数及草本植物Simpson多样性指标与红松阔叶林均无显著差异（P＞0.05）。水落混交林和落叶松人工林林下植物多样性未发现显著差异（P＞0.05），但均显著低于红松阔叶林和过伐林（P＜0.05）（见表3）。

表3 不同林分林下植物多样性指数

4种林分林下植物生活型重要值均表现为多年生草本植物＞灌木＞一年生草本植物，差异均显著（P＜0.05）。其中多年生草本植物以落叶松人工林和水落混交林重要值最大（二者差异不显著），均显著高于红松阔叶林和过伐林（二者差异不显著）。与多年生草本植物的表现正好相反，一年生草本植物和灌木均以红松阔叶林和过伐林最大（二者差异不显著，P＞0.05），显著高于落叶松人工林和水落混交林（见表4）。

表4 各林分不同生活型植物重要值

林下植物中不同生活型植物中1年生草本植物、多年生草本植物、灌木的主要代表植物（见表5）。

表5 不同植物生活型的主要代表植物

4 讨论与结论

4种林分的近自然化程度，以红松阔叶林最高，为本地区的顶级群落，其次为过伐林，再次为水曲柳落叶松混交林，以落叶松人工林的近自然化程度最低。4种林分的林下植物种数、盖度和多样性指数的大小顺序基本也是以红松阔叶林最大，其次为过伐林，再次为水落混交林，最小为落叶松人工林。除水落混交林与落叶松人工林的林下植物多样性指数、木本植物种数和盖度，以及红松阔叶林与过伐林的林下多样性指数和木本植物盖度外，其他各项指标在4种林分间差异均显著（P＜0.05）。4种林分林下植物生活型重要值均表现为多年生草本植物＞灌木＞1年生草本植物，差异均显著（P＜0.05）。4种林分的林下植物组成的相似性，根据林下植物生活型重要值的大小及分布结果显示，红松阔叶林与过伐林较为相近，而水曲柳落叶松混交林与落叶松人工林林下植物组成相近。

本文对牡丹江地区4种近自然化程度不同的典型的林分的林下植物多样性进行了研究，并对林下植物生活型进行了简单比较，但未能更深入的根据植物的生理生态特征将其进行分类研究，如国外目前将林下植物分成杂草种、竞争种和耐胁迫种以及各种之间的过度类型进行系统分类研究。

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