万人欢林场次生林林下植被物种丰富度与植物多样性浅析

李文艳，赵桂祎(黑龙江省森林与环境科学研究院新江实验林场，黑龙江 齐齐哈尔 161057)

万人欢林场次生林林下植被物种丰富度与植物多样性浅析

李文艳，赵桂祎
(黑龙江省森林与环境科学研究院新江实验林场，黑龙江 齐齐哈尔 161057)

通过对万人欢林场不同经营类型次生林林下物种丰富度与多样性的差异进行的试验研究，结果表明：以硬阔混交林为例，经抚育后的硬阔混交林Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数分别为1.92、3.85、0.62、0.67；未抚育的林分分别为0.88、0.92、0.63、0.46，无论是从物种丰富度还是多样性来说，抚育后的林分，明显高于未抚育林分。但软阔混交林各项数值差别不大，最有可能的原因是海拔高度影响生物多样性。

万人欢林场；次生林；物种丰富度；生物多样性；经营类型

1 研究地概况

宾县万人欢林场建于1959年，位于宾县东部。场址距县城约45 km，其地理坐标为128°04′29″—128°19′13″ E，45°44′20″—45°57′18″ N。该场东部与方正县交界，北部紧邻松花江与木兰县隔江相望，南部是太平山林场施业区，西面与胜利林场相连。山脉大致走向为西北-东南走向，山体海拔多在100～300 m，地貌表现出明显的成层性。林分多数为硬阔混交林，土壤类型为暗棕壤。林场总经营面积18 513 hm2,其中林业用地18 468 hm2,有林地14 169 hm2,疏林4 hm2,灌木林7 hm2；未成林造林地面积71 hm2,宜林两荒3 hm2；辅助生产用地4 209 hm2,苗圃5 hm2,非林地45 hm2。

2 研究方法

采用查阅历史资料与野外调查相结合，把自然地理与自然环境，植被与植物种质资源，森林动态资源与现状，样地信息进行汇总与整理。利用Excel计算分析。

2.1 野外调查

2.1.1 样地设置 设置样地面积为2 500 m2，用米绳将标准地用网格等分，并按顺序编号。

2.1.2 调查方法 植被调查为对角线法，即在样地内沿对角线调查每个样方内全面调查全部植被的植物名称，平均高，多度，盖度。

2.1.3 样方设置 首先，利用网格法将样地均匀划分为10 m×10 m的小样方25个，如图1所示，对进行标注的小样方进行调查。

⑤④③②①

图1 植被资源调查小样方设置图

3 结果与分析

3.1 重要值分析

重要值作为研究某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标，在植物群落研究中应用广泛，是相对密度、相对频度、相对优势度的总和，其值一般介于0～300之间。

重要值= ( 相对频度+相对高度+相对盖度) /3

相对频度= ( 某种的频度/所有种的频度和) ×100%

相对高度= ( 某种的高度/所有种的高度和) ×100%

相对盖度= ( 某种的盖度/所有种的盖度和) ×100%

表1 针阔混交林草本层重要值

经营措施种名相对多度/%相对盖度/%相对频度/%相对重要值/%针阔混交林(抚育)苔草65．430．415．437．1蕨0．20．73．81．6马先蒿3．96．411．57．3小玉竹3．22．87．64．6铃兰6．32．611．56．8繁缕3．92．47．74．7山尖子0．51．193．81．8蚊子草8．922．87．613．1蹄盖蕨3．96．03．84．6小叶章2．414．97．78．3茜草0．50．33．81．5野豌豆0．20．53．81．5窄叶荨麻0．30．73．81．6野茴香0．20．23．81．4土三七0．23．63．82．5针阔混交林(未抚育)繁缕9．915．822．316．0蝙蝠葛5．815．822．314．6苔草72．144．722．346．3穿龙薯蓣9．818．422．316．8银线草2．35．311．06．2

由表1可知，经过抚育后的针阔混交林草本层种类组成明显多于未抚育的针阔混交林，抚育林分草本层种类有15种，而未抚育林分草本层种类只有5种。在10 m×10 m样方内平均株数分别为128株和57株。未抚育林分中草本层植物大都喜阴。2个群落均以耐旱的旱生苔草属植物为优势种，相对多度分别为65.4%和72.1%，相对盖度分别为30.4%和44.7%，相对重要值分别为37.1%和46.3%。亚优势种为蚊子草和穿龙薯蓣，相对多度分别为8.9%和9.8%，相对盖度分别为22.8%和18.4%，相对重要值分别为13.1%和16.8%。劣势种为野茴香和银线草，相对多度分别为0.2%和2.3%，相对盖度分别为0.2%和5.3%，相对重要值分别为1.4%和6.2%。

由表2可知，硬阔混交林中草本层种类组成最多，经抚育后的林分草本层种类多于未抚育林分，抚育后林分草本层种类为22种，而未抚育林分只有4种。2个群落中还是以苔草为主要优势种，相对多度分别为56.4%和71.4%，相对盖度分别为34.0%和71.7%，相对重要值分别为33.9%和58.8%。亚优势种为玉竹和小玉竹，相对多度分别为4.1%和15.6%，相对盖度分别为4.2%和15.2%，相对重要值为5.6%和21.4%。劣势种为野大豆和穿龙薯蓣，相对多度分别为0.2%和5.2%，相对盖度分别为0.3%和4.3%。相对重要值分别为1.1%和6.8%。

表2 硬阔混交林草本层重要值

在软阔混交林中经过抚育的林分草本层种类组成略多于未抚育的林分。草本层物种数差别不明显，分别为11种和9种。优势种都为苔草，相对盖度分别为41.9%和32.4%，相对多度分别为51.4%和44.9%，相对重要值分别为37.5%和32.4%。亚优势种为鸭跖草和蕨，相对多度分别为16.5%和20.0%。相对盖度分别为9.1%和21.2%，相对重要值分别为15.6%和20.2%。劣势种为林大戟和北重楼，相对多度分别为0.6%和2.8%，相对盖度分别为1.3%和2.9%，相对重要值分别为1.9%和3.2%。

表3 软阔混交林草本层重要值

未抚育林分的优势种、亚优势种、劣势种的相对重要值都大于抚育后的林分，而根本原因是因为未抚育林分中的草本种类少，群落种类不多。因此在林分中显得尤为重要。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。可知未抚育林分的抵抗力稳定性差，但恢复力稳定性强。

3.2 草本层多样性指数计算

在对群落α 多样性指数测定估计的过程中，为了综合考虑，避免单一选取造成的不足，故选取Margalef物种丰富度指数Dma，Shannon—Wiener 多样性指数H′，Simpson 多样性指数Dsim，Pielou 均匀度指数Jsw。

Margalef物种丰富度指数Dma=(S-1)/lnN

Shannon—Wiener 多样性指数H′=-∑PilnPi

Pielou均匀度指数Jsw=H′/lnS

以上Pi为种i的相对重要值,H′为Shannon-Wiener指数，S为树种数。N为所有树种的个体总数。

(1) 经抚育后的硬阔混交林Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数分别为1.92、3.85、0.62、0.67。未抚育的林分分别为0.88、0.92、0.63、0.46。

(2) 软阔混交林中各项指数差别不明显，抚育后林分Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数分别为1.82、1.87、0.76、0.67。未经抚育林分各项指数分别为1.63、1.60、0.74、0.73。

(3) 针阔混交林抚育后林分Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数分别为1.37、2.89、0.50、0.55。未抚育的林分各项指数分别为0.94、0.98、0.59、0.46。

4 结论与讨论

综合分析上述不同林分类型和不同抚育程度使得草本层物种丰富度和多样性产生差异。丰富度指数最高的林分为抚育后的硬阔混交林，最低为未抚育的硬阔混交林。总体来说草本层物种丰富度：硬阔混交林(抚育)>针阔混交林(抚育)>软阔混交林(抚育)>软阔混交(未抚育)>针阔混交林(未抚育)>硬阔混交林(未抚育)。可见，抚育后林分物种丰富度明显优于未抚育的林分。

Shannon-Wiener指数为硬阔混交林(抚育)>软阔混交林(抚育)>针阔混交林(抚育)>软阔混交林(未抚育)>针阔混交林>(未抚育)>硬阔混交林(未抚育)。

Simpson多样性指数最高为未抚育软阔混交林0.73，最低为未抚育针阔混交林和硬阔混交林0.46。Simpson多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率，Simpson多样性指数中稀有物种所起的作用较小，而普遍物种所起的作用较大。这种方法估计出的群落物种多样性需要较多的样本，Routledge(1980)指出如果样本数少于30时，会造成过低的估计。

由此可见，森林合理的结构更能保证草本层的物种丰富度和多样性，林分的结构化经营必然能提高物种丰富度与物种多样性。

本研究显示，各群落均匀性指数Pielou没有一致的变化规律[1]。Pielou指数实际上是根据Shannon-Wiener指数来计算的，虽然它是从物种丰富度指数推算而来的，但它与物种多样性指数之间并没有明显的相关关系，同样与物种丰富度也没有明显的相关关系。

抚育林分的丰富度与物种多样性普遍高于未抚育林分，而软阔混交林中Simpson多样性指数却出现反常，未抚育林分Simpson多样性指数高于抚育林分，最可能原因是受海拔高度不同的影响而导致Simpson多样性指数的异常，目前多数研究认为，生态梯度影响物种多样性的空间分布格局，其中海拔梯度对物种多样性起决定性作用[2-4]。但山地森林群落物种多样性沿海拔梯度的格局变化模式不同的研究者所得的结论不同，主要的变化模式如：植物群落物种多样性与海拔高度呈负相关，即海拔高度升高，物种多样性降低，很多研究都证实这一变化规律[5]；植物群落物种多样性与海拔高度正相关，即海拔高度的升高，物种多样性增加；而越来越多的研究表明，中间海拔高度膨胀的分布格局是物种多样性与海拔关系最常见的分布形式。植物群落物种多样性在中等海拔高度最大；也有人发现植物群落物种多样性在中等海拔高度较低[6]。因此，在研究植物多样性与海拔高度的关系时，应同时考虑各方面的主要影响因子[7]。

[1] 黄建辉，高贤明，马克平，等.地带性森林群落物种多样性的比较研究[J].生态学报，1997,17(6)：611-618

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[5] 张璐，苏志尧，陈北光.山地森林群落物种多样性垂直格局研究进展[J].山地学报，2005，23(6)：736-743

[6] Peet R K.Forest vegetation of the Colorado,Front Range;Pattern of species diversity.Vegetation,1978,37:65-78

[7] 高远，慈海鑫，邱振鲁，等.山东蒙山植物多样性及其海拔梯度格局[J].生态学报，2009,29(12)：6377-6384

Species Richness and Plant Diversity of Undergrowth Vegetation in Wanrenhuan Forest Farm

Li Wenyan, Zhao Guiyi
(Xinjiang Experimental Forest Farm ,Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province,Qiqihar 161057,China)

Based on the experimental study on the differences in the richness and diversity for undergrowth species in secondary fores tunder different management classes in Wanrenhuan Forest Farm, result shows that Shannon-Wiener index of Margalef richness index, Pielou evenness index, Simpson diversity index of mixed forest of hardwood after tending is 1.92,3.85,0.62,0.67, respectively.The irrigated stands is 0.88, 0.92, 0.63 & 0.46 respectively. Whether it is from species richness or diversity, the number of tending trees is significantly higher than that without tending, but the difference is not significant; the most likely reason is that altitude affects biodiversity.

Wanrenhuan Forest Farm;secondary forest;species richness; biodiversity; management class

1005-5215(2017)06-0055-03

2017-03-06

李文艳(1967-)，女，黑龙江宾县人，大专，高级工程师，现从事营林生产工作.

S71;S79；Q948.12+2.1

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.021