不同经营模式对桉树人工林下生物多样性的影响

严宇航 温远光

[摘 要]桉树作为一种生长快、产量大、收益高的经济树种，在中国南方地区广泛栽培。但是在栽培过程中，桉树人工林下的生物多样性遭到威胁，进而降低林区土壤肥力和蓄水能力。文章通过设置不同经营模式，探讨对桉树人工林生物多样性的影响。研究结果显示，施肥、抚育或二者结合等措施能够提升桉树人工林生物多样性，可为桉树人工林科学经营方提供参考。

[关键词]桉树；人工林；生物多样性；经营模式；抚育

[中图分类号]S718.5 [文献标识码]A

桉树（Eucalyptus spp）原产地主要为澳大利亚，1950年引入中国进行栽培，目前人工林面积高达5.4×106km2。由于桉树适应能力强、生长速度快、成材能力高和干型优良，且具有广泛的用途和极高的经济价值，因此世界范围内广泛引种栽培，中国南方也大力发展桉树人工林。随着桉树使用价值的挖掘和用途的拓展，人工栽植面积不断扩大。但是由于桉树造林树种单一，极易造成林区土壤肥力和地下水位下降，进一步导致林区内生物多样性降低，而生物多样性减少又反过来加剧林区土壤肥力和地下水位下降，进入恶性循环。因此，如何保障桉树人工林下生物多样性，提升林区土壤肥力和地下水位，促进桉树人工林可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于广西凭祥市大青山林场内（21°57?47"-22°19?27"N，106°39?50"-106°59?30"E）。场区处于南亚热带南缘，毗邻北热带，为南亚热带季风气候，年均气温21.5℃，年降雨1400mm，相对湿度80%-84%，场区内土壤为酸性砖红壤，土层厚度为0.5-1m，植被丰富。由于大青山林场具有天然优势，成为桉树人工林培育和研究的重要场地。

1.2 材料与方法

1.2.1 模式选择

本研究根据桉树人工林培育实际状况，将经营模式分为四种，分别为高度经营模式（施肥抚育）、中度经营模式（施肥）、低度经营模式（抚育）及粗放经营模式（不施肥不抚育）。具体经营措施：施肥为造林时施用基肥300克，以后逐年追肥300g、400g和500g，共追肥3年；抚育为人工割灌、局部松土除草或喷施除草剂。高度经营模式为施基肥、追肥，同时进行抚育；中度经营模式仅进行施基肥、追肥；低度经营模式仅进行施基肥和抚育；粗放经营模式则仅进行施基肥。

1.2.2 试验方法

根据四种经营模式将样地分为四类，每类选取3块样地，共12块样地，每块样地面积20m×20m。同时，在每块样地中，分别设置4个10 m×10 m样方，用于乔木调查。再将每个样方划分成4个5 m×5 m小样方，用于灌木和草本调查。调查时间为2017年6月-8月，对样方内的乔木、灌木、草本进行全面记录，记录物种名称、数量等数据。

1.2.3 生物多样性测度及统计分析

由于物种多样性涵盖范围较广，为了减少工作量同时又能够反映物种多样性，本研究主要对桉树人工林下植物物种的多样性进行测量。测量指标包括物种重要值（IV）、Simpson丰富度指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H）及Pielou均匀度指数（J），测量方法主要参考宋启亮与龙爱国等的研究。采集的数据运用Excel2016、SPSS22.0进行处理，并进行方差分析与差异显著性检验（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同经营模式对物种种类的影响

桉树人工林下物种丰富，在桉树人工林下共出现54种，其中，高度、中度、低度和粗放经营模式中桉树人工林下分别出现植物物种48种、39种、46种和34种。可以看出，低度经营和高度经营物种数量最多，可能因为二者都采用了抚育（割灌除草松土）措施，减少了物种间竞争，促进了土壤内外物质交换和土壤营养吸收。粗放经营桉树林下物种最少，可能因为没有进行追肥和抚育，致使林内优势物种强势生长，其他物种生长受到抑制。而中度经营林下物种数量介于高度与粗放经营模式之间，可能因为只采取施肥而没有抚育，营养充足的同时也助长了优势物种的生长。

从物种重要值分析数据来看，不同经营模式的桉树林人工林下优势物种及其重要值不同，其中，高度经营模式林下的优势物种为黄荆（70.2）、悬钩子（46.4），中度经营模式林下的优势物种为金樱子（58.4）、悬钩子（35.2），低度经营模式林下的优势物种为黄荆（92.1）、山莓（33.7），而粗放经营模式林下的优势物种为构树（78.3）、小桉树（45.8），括号内为优势种的重要值。可以看出，在所有經营模式的桉树人工林中，黄荆的重要值最高，悬钩子重要性出现次数最多，说明二者在该地区适应性较强。同时，高度经营桉树人工林中的植物较为发达，这可能与土壤肥力及林分密度有关。

2.2 不同经营模式对物种多样性的影响

通过对四种不同经营模式的桉树人工林下生物多样性调查，结果显示，不同经营模式对桉树人工林下生物多样性影响不同，生物多样性指数间存在较大差异。具体而言，Simpson丰富度指数表现为：低度经营（0.86）>高度经营（0.82）>中等经营（0.71）>粗放经营（0.66）；Shannon-Wiener多样性指数表现为：低度经营（3.04）>高度经营（3.02）>中等经营（2.74）>粗放经营（2.38）；Pielou均匀度指数表现为：高度经营（1.24）=中等经营（1.24）>低度经营（1.21）>粗放经营（1.16）。同时，经方差分析，四种不同经营模式的桉树人工林生物多样性指数间的差异均达到显著水平（P﹤0.05）。从上述数据可以看出，低度经营模式中的桉树人工林地物种Simpson丰富度指数与Shannon-Wiener多样性指数最高，高度经营模式次之，中度经营模式再次，而粗放经营模式最低。采取抚育措施的低度和高度经营模式的桉树人工林下物种丰富度和多样性较高，这可能由于抚育措施降低了植物间竞争。粗放经营模式桉树林下物种分布稀疏，可能是灌草竞争大、土壤肥力差导致。而中度经营模式采取了追肥措施，促进了周围植物的生产，提高了林下的物种多样性。

3 结论与讨论

通过对桉树人工林不同经营模式的林下生物多样性调查研究，得出两个结论：第一，不同经营模式能够显著影响桉树人工林下物种的多样性，同时对林下优势物种产生显著影响；第二，通过施肥、抚育或二者结合能够提升桉树人工林下物种多样性，并且抚育措施较施肥措施效果更好。

因此，在桉树人工林培育过程中，应当通过施肥、抚育或二者相结合的方式，提升土壤肥力，提高林下生物多样性，改善林区水土流失状况。对于粗放型经营的桉树人工林来说，采取施肥措施时，虽然能够直接增加土壤肥力、改变土壤资源，促进桉树生长及其他植物生长，提高物种多样性。但是，所施肥力的效果有限，且低于采取抚育措施或采取施肥抚育结合措施时的效果，对此，施肥的同时应结合抚育（松土除草割灌）。采取松土除草措施时，可以改善林地土壤条件，促使桉树及其他植物吸收土壤养分，提高植物丰富度的同时也加速桉树成材[6]。采取定期割灌措施时，可以增加近地植物的采光率、改善林分质量，还可以缓解种群竞争压力，增加林地物种多样性及稳定性。所以，在桉树林经营管理中，采用抚育或抚育施肥相结合的经营方式，提升物种多样性，促进桉树人工林可持续发展。

[参考文献]

[1] 白嘉雨.我国桉树栽培区的人工林培育[J].桉树科技，2017（02）.

[2] 李宁.桉树人工林群落林下植被多样性研究[J].防护林科技，2015（08）.

[3] 农友，郑路，贾宏炎，等.广西大青山南亚热带森林植物群落的种间联结性[J].广西植物，2016（07）.

[4] 宋启亮，董希斌.采伐强度对小兴安岭低质林生物多样性的影响[J].东北林业大学学报，2014（10）.

[5] 龙爱国，颜衡祁.不同经营模式对马尾松人工林林下植被生物多样性的影响[J].中国农学通报，2017（25）.

[6] 周桂香，陈芳，周俊杰，等.不同经营措施桉树林下灌木物种多样性研究[J].江西农业大学学报，2012（01）.

[7]田湘，赵瑛，于永辉，等.人工抚育对桉树人工林林下生物多样性的影响[J].南方农业学报，2014（01）.