柳杉人工林植物多样性研究

杨举田，陈修权，覃德文

(1.广西国有六万林场，广西 玉林 537000；2.广西国有三门江林场，广西 柳州 545006；3.广西大学林学院，广西 南宁 530004)



柳杉人工林植物多样性研究

杨举田1，陈修权2，覃德文3

(1.广西国有六万林场，广西 玉林 537000；2.广西国有三门江林场，广西 柳州 545006；3.广西大学林学院，广西 南宁 530004)

摘要以广西国有六万林场33年生柳杉人工林为研究对象，进行了上、下和中3个坡位的植物多样性调查。研究结果表明：不同坡位林下植物种类多样性表现为中坡>下坡>上坡；中坡林分的Shannon指数(H′)和Simpson指数(D)分别为2.01和 0.93，均为各个林分中最高；柳杉人工林中坡的草本层丰富度指数(Margalef 指数)均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物种类丰富，林下光源充足；柳杉人工林灌木层物种均匀度 Jsw指数的平均值分为1.580，而草本层物种均匀度 Jsw指数平均值为1.487。并得出了伴随着坡位的变化，光照可从林分不同方向透过林分照射于林下植被，可给林下植被提供良好的生长环境，同时也提升了林下植被的多样性。

关键词柳杉；坡位；多样性

柳杉属杉科(Taxodiaceae)柳杉属(Cryptomeria)乔木，为我国南方主要用材树种之一，在长江以南，广西、广东、云南和贵州等地栽培较多，高海拔地区均有分布。该树种能够吸收二氧化硫、甲醛等有毒气体，根系发达，林分土壤微生物含量较高，养分物质循环速度快，是我国南方优质生态绿化树种之一。柳杉幼龄阶段能稍耐荫，在气候适宜、土壤肥沃等地生长快，早期苗木属于高速生长物种；但苗木在缺水、气候干燥地区幼树成活率低，生长缓慢。本文通过调查柳杉人工林林下生物多样性情况，对柳杉人工林生态系统进行评价。

1试验地概况

试验样地设置在广西六万林场莲花山内，位于109°51′—109°54′ E，22°46′—22°47′ N。光照充足，热量丰富，雨热同季，夏湿冬干，干湿季节明显。年均气温21.5 ℃，1月平均气温2.3～11.4 ℃，极端最低温-2.5～2.2 ℃，7月平均气温28.2～29.8 ℃，极端最高温37.4～42.8 ℃，≥10 ℃活动积温7 350～7 875 ℃，年均日照时数1 521～1 832 h，是广西太阳辐射高值区之一。年均降雨日110～120 d，年均降雨量1 200～1 400 mm，年蒸发量1 200～1 800 mm，相对湿度75%～88%，水热系数1.4～1.8，极为适合于柳杉的生长。土壤以赤红壤、红壤为主，林地土层平均厚度在75～100 cm，土壤pH值为4.3～5.7。柳杉人工林保存密度为1 082株 hm-2，林分郁闭度为0.8。

2试验方法

对试验样地进行上、中、下3个坡位分别选取3个10 m×10 m(100 m2)的标准样地进行调查，主要记录样方内植物的种类、多度和物种的覆盖度等指标。

结合外业调查统计分析，对林分的灌草层进行计算，具体运算公式如下：

(1)物种丰富度指数

式中：S为出现在样地的物种数；N为总个体数。

(2)多样性指数

Shannon- Wiener指数(H′)：

式中：pi为种i的个体数与样方个体总数的比值。

(3)均匀度指数

Pielou均匀度指数(Jsw)：

Alatalo均匀度指数(Jsi)：

式中：S为出现在样地的物种数，Ni为物种个体数，N为总个体数。

3结果分析

在柳杉人工林中，不同坡位林下植物种类多样性表现为：中坡>下坡>上坡。柳杉人工林Margalef 指数在柳杉人工林上坡表现为灌木层>草本层，中坡和下坡则表现为草本层>灌木层。在不同坡位柳杉人工林中，上坡、中坡和下坡的林下物种多样性指数均表现为灌木层>草本层，然而，林分受光照的影响，上坡林下物种的草本层Shannon指数远远高于灌木层Shannon指数。随着柳杉人工林的坡度变化，灌草层物种多样性指数变化为：中坡>下坡>上坡。中坡林分的Shannon指数(H′)和Simpson指数(D)分别为2.01和 0.93，均为各个林分中最高，在上坡表现为最小，分别为1.01和0.89。另外，柳杉人工林草本层多样性指数Shannon 指数为1.500，变异系数为12.5%，而柳杉人工林的灌木层多样性指数Simpson 指数值为1.557，变异系数仅仅为 32.5%，高于草本层的变异系数，变化范围较大。

柳杉中坡灌木层的物种丰富度指数均高于其他不同破位的丰富度值，其值分别为 2.46和 0.90，但柳杉人工林中坡的Margalef 指数均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物种类丰富，林下光源充足。另外，柳杉人工林灌木层物种均匀度 Jsw指数的平均值分为1.580，变异系数为31.2%，而草本层物种均匀度 Jsw指数平均值为1.487，变异系数达到了11%，差别不大，说明物种均匀度差异水平明显；均匀度指数 Jsi的平均值分别是 0.897和 0.927(表1)，灌木层和草本层均匀度指数的变异系数分别是 1.3%和 14.7%。

表1　柳杉人工林林下灌草层丰富度指数

4讨论与总结

柳杉人工林随着坡位的上升林下物种数量先增加后降低，到柳杉人工林中坡的物种种类达到最大值。草本层物种丰富度上坡最大，中坡最小，而上坡灌木层的物种丰富度指数均小于其他坡位的柳杉人工林。中坡林分物种多样性指数最高。下坡柳杉人工林林分由于郁闭度较高，林下植被分布均匀，物种均匀度最高。

柳杉人工林随着林分的坡位的变化多样性总体趋势呈先增长后降低的波浪变动趋势，其主要原因为柳杉人工林随着坡位的变化，与林下植被共同生长，坡位在上坡后随着柳杉林分生长较高，林下植被获得光照降低，影响了林下植被的生长。伴随着坡位的变化，光照可从林分不同方向，如各个侧面透过林分照射于林下植被，可给林下植被提供良好的生长环境，同时也增加了林下植被的多样性。林分林下植被发育良好发育完全，有效地改善了林地土壤的理化性质，随着林分生长完好，凋落物增加，可有效改善林地土壤养分结构。

参考文献：

[1]覃世杰,覃德文,聂珍臻,等. 柳杉人工林经济效益评价. 湖北农业科学,2016,55(1):269-273

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[3]韦炳俭,周凌雁,覃德文. 广西生物多样性评价发展研究. 黑龙江科学,2014(11):42-43

[4]樊吉尤,覃德文,蒋林,等. 柳杉人工林生物量及生产力研究. 福建林业科技,2011,38(4):1-5

[5]杨钦潮,方朱宗,唐颖,等. 桂南地区植物群落多样性分析. 绿色科技,2015(6):35-36

Diversity ofCryptomeriafortunePlantation

Yang Jutian1,Chen Xiuquan2,Qin Dewen3

(1.Liuwan State-owned Forest Farm,Yulin 537000,China;2.State-owned Guangxi Sanmenjiang Forest Farm,Liuzhou 545006,China;3. College of Forestry,Guangxi University,Nanning 530004,China)

AbstractTaking 33-year-old Cryptomeria fortune plantation in the state-owned Guangxi Liuwan Forest Farm as the research object,diversity of uphill,middle slope & downhill slope were investigated. Result shows that the diversity of different slope positions in understory plant species are: the middle slope> downhill slope> uphill. The Shannon index (H′) and Simpson index (D) of stand of mdddle slope is 2.01 and 0.93,respectively,are the highest in each stand;richness index of herb layer in middle slope of C. fortune plantation (Margalef index) is higher than that of other slope;indicating that the species is rich for C. fortune plantation;light source understory is adequate;the mean value of species evenness (Jsw) of shrubs for C. fortune plantation is 1.580,and the mean value of species evenness (Jsw)of herb layer is 1.487. Accompanied by changes of slope positions in woodland,the sun shines the understory vegetation through stand,which can provide optimal growing environment,at the same time it can enhance the diversity of understory vegetation.

Key wordsCryptomeria fortune ;slope position;diversity

文章编号：1005-5215(2016)07-0030-03

收稿日期：2016-04-28

作者简介：杨举田(1987-)，男，广西平乐人，大学，助理工程师，主要从事营林生产方面研究，Email:331926755@qq.com.

中图分类号：S791.31

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.009