林下种植草珊瑚对林下植物多样性的影响研究

2016-10-11钟德昌

绿色科技 2016年15期

关键词：草本样地灌木

钟德昌

(福建省武平县中山林业工作站，福建武平 364300)

林下种植草珊瑚对林下植物多样性的影响研究

钟德昌

(福建省武平县中山林业工作站，福建武平 364300)

指出了随着经济的发展以及用地的紧张，林下套种植物已经成一种趋势。以福建武平县为例，研究了林下种植草珊瑚对植物多样性的影响。采用样方法，对试验样地进行了调查，以调查数据为基础，采用植物丰富度指数、均匀度指数、多样性指数进行了分析比较。

林下种植；草珊瑚；植物多样性；影响

1　引言

不同的林分类型和坡位对于套种的草珊瑚生长有不同的影响。本文主要对武平县马尾松杉木混交人工林下种植草珊瑚对林下植物多样性的影响进行研究，对于林下种植草珊瑚和林下未种植草珊瑚的样地，不同种植年限的草珊瑚样地之间的各种指数进行对比分析。研究结果发现：①林下种植草珊瑚对于灌木层产生了明显的影响，会降低物种的多样性。②林下种植草珊瑚使得草本层的丰富度指数和Shannon-Wiener指数有比较明显的下降迹象。Pielou指数和Simpson指数则是在上升。③林下套种草珊瑚后其植物的丰富指数会有明显的变化，其他的指数则变化不大。④在考虑经济效益和生态效益后可以因地制宜，选择是否进行林下套种草珊瑚。

2　研究区概况

可持续发展的一个重要前提条件是维系生物多样性。想要研究林下种植草珊瑚对林下植物多样性的影响，首先要了解研究区的基本情况。

2.1武平县简介

武平县位于福建省龙岩市西南部，与闽、粤、赣三省交界，介于东经115°52′～116°24′，北纬24°46′～25°28′之间。武平县是闽西、粤东以及赣南的重要交通枢纽和物资中转和集散地，有闽西“金三角”的称号。武平县的地势类型为低山丘陵地区，平均海拔为273 m，地势是由西北向东南倾斜，最高峰梁山顶，海拔有1537 m。武平的西北部多高山，东南部多宽广的平地，气候温和，雨量充沛，四季分明，夏长冬短，冬无严寒，夏无酷暑，干湿季节分明。年平均气温17～19.5 ℃，年降雨量为1450～2200 mm。河流属汀江、梅江、赣江水系，全县大小河流200多条，流域面积50 km2以上的有18条。武平县的林业多以松杉为主，森林面积广大，森林覆盖率和绿化率也很高。其中森林的经营模式有很多，林下种植是武平县林下经济的主要发展模式之一。

2.2样地介绍

本文所研究的样地是位于福建省龙岩市武平县的马尾松和杉木混交林基地。按照研究的需要，选择树种组成9棵马尾松1棵杉木，林龄为25年，密度1600株/hm2，树种的平均胸径为16.2 cm，平均树高是11.2 m，蓄积量达到了125 m3/hm2。带状水平的形式比较适用于研究试验林下套种草珊瑚。试验的面积大约是11.2 hm2，在试验进行时要把林地上的杂草全部清除，清理出一条宽为70～100 cm的杂草带。随后挖穴整地，细碎穴内的土壤，树木之间的距离为1.5 m×1.5 m。选择优良品种培育出来的1年生营养袋容器苗。开始种植初年需要进行施肥，可以采用有机肥、复合肥、钙镁磷等有机肥等来施肥。主要施1.5 kg/株，之后每年都要进行一次抚育，可以在5月或者8月。试验地的林地要全部清除杂草，把穴扩大进行培土，穴的大小为80 cm×80 cm。培土到6～10 cm即可。因为草珊瑚的收获周期多为3年，所以试验也以3年为标准。

3　试验研究的方法

3.1试验样地的设置及调查方法

试验研究主要选择的是种植年限不同的两种草珊瑚，然后在种植区的上坡、中坡及下坡各布置好一块15 m×15 m的标准样地，这样总共就是9块样地，样地的总面积有2600 m2。在对照样地后选择可以进行试验的林木下，尽可能地考虑到受自然因素影响最小的地方，避免试验结果受到外界条件的干扰。可以将各个样地再细分为16个小样方，随机不规则地抽取几个小样方，可以是3～4个，也可以按S型随机抽取，在选定的样方里面设置一个2 m×2 m和1 m×1 m的草本样方。根据试验需要可以设置灌木样方25个，设置草本样25个。试验研究调查中的指标主要包括群种名称、高度、多度及盖度。此次调查时乔木层没有做过任何改变，所以在研究时保持了原定状态，因此研究的乔木层结构基本稳定。

3.2数据的处理

在进行研究的过程中对数据的收集和分析尤为重要，数据的处理涉及到很多数据值的运算。如物种的重要值、物种多样性指数等都要进行计算。物种重要值的计算公式是：相对多度(%)+相对盖度(%)+相对频度(%)=重要值(%)。物种的多样性指数计算公式为：

J=1-ΣPi2/(1-1/S)；

D=1-ΣPi2;H′=-ΣPilnPi。

式中，J为均匀指数，用PieLou指数表示；D为多样性指数，用Simpson指数和Shannon-Wiener指数验证来表示；Pi表示样方内第i种物种重要值在全部物种重要值的百分比值；S代表样方内物种的数量。

4　分析及研究结果

4.1林下种植草珊瑚对灌木层物种多样性的影响

以下采用表格的形式把各样地林下灌木层优势种及其重要值展现出来，如表1所示。

表1　各样地林下灌木层优势种及其重要值

注：C1为草珊瑚种植1年的样地；C2为草珊瑚种植2年的样地；CK为对照样地

由表1可以看到，试验研究中的林下种植草珊瑚样地灌木层物种比对照地的有所降低，在实验样地中可以看出重要值排在比较前面的有黄瑞木、毛冬青和荚蒾等十多种，但是在种植草珊瑚样地的灌木层只有零星3种，分别是小构树、三叶五加、笔罗子。所以在林下种植草珊瑚会导致灌木层的植物多样化显著下降。

4.2林下种植草珊瑚对马尾松与杉木混交林的草本层物种多样性的影响

以下采用表格的形式把各样地草本层主要物种组成及所占比例展现出来，如表2所示。

表2　各样地草本层主要物种及占比　%

注：C1为草珊瑚种植1年的样地；C2为草珊瑚种植2年的样地；CK为对照样地

由表2可知，林下草本层中的对照样地出现了30多种植物，个体数占了总体数的比例10%以上的就有百合科、豆科和莎草科。这3种科总计占了总数的44%。但是在草珊瑚种植的1年样地中只有10多种植物，其中菊科、蔷薇科、禾本科以及豆科这4种就占到了总数的66%。而在2年的样地中则有20多种植物，菊科、蔷薇科以及里白科是主要优势科，占到了总数的47.8%。这些科种会随着草珊瑚种植年限的增加而增加，但是其实际个数却在草本层占的比例下降。莎草科的下降幅度最大。其他的百合科、豆科以及里白科会因为草珊瑚的种植年限增加而增加，有些单科的植物在整体所占的比列也在变化。所以对照可知林下种植草珊瑚会改变原本的草本层的物质组合，并且随着种植年限的变更，影响程度也会改变。

5　调查结论

根据以上的调查实验可以得出结论：一旦在林下套种草珊瑚就会对灌木层有影响。林下套种草珊瑚会降低物种的多样性，并且草本层的丰富度指数还会下降。而PieLou指数和Simpson指数则在很明显地上升。在种植草珊瑚的1年和2年的样地中物种多样性的指数只有丰富度指数有着比较明显的差别，其他的相关指数基本相差不大。需要注意的是草珊瑚的生长周期为3年，对于其周围的生物不可频繁清理，不然会破坏周边植物的多样性。所以在实际的种植过程中要先考察和调查影响程度，再按照实际情况来进行发展林下种植。