抚育间伐对白桦林物种多样性的影响

2019-01-17汤美霞马雷

防护林科技 2018年12期

汤美霞，马雷

(1.河北小五台山国家级自然保护区管理局,河北张家口 075700；2.河北木兰围场国有林场管理局，河北承德 068450)

物种多样性是物种丰富度、多样性与分布均匀度三个指标的综合体现，能够表现出不同群落在组成、结构以及功能方面的差异性，而抚育间伐是森林经营中常见的经营措施之一，能够有效改善林分的经营状况，研究抚育间伐对林分灌木层与草本层物种多样性的影响是非常有意义的，能够有效地指导当地森林经营，并提供理论基础[1-3]。

1 研究区概况

河北省围场县地处冀北山地，地理坐标范围41°47＇—42°06＇ N，116°51＇—117°45＇ E。海拔750～1 829 m，年平均温度-1.5～4.8 ℃,全年西北部的无霜期为90～100 d，年均降水量380～560 mm。围场县主要包括棕壤、风沙土、黑土等7个土类。河北围场植物种类繁多,据调查统计有野生种子植物90科371属793种，有大型真菌24科60种，有苔藓植物34科83属201种，其中河北新纪录种6种；有蕨类植物12科14属22种。试验地位于河北省围场县木兰林管局北沟林场，调查样地设置在北沟林场的东沟营林区。

2 研究方法

在木兰围场管理局下属的北沟林场东沟作业区选择生长状况比较相近的白桦林，在林内选择6块大小为30 m×30 m的标准样地，3块进行抚育间伐(强度为13.5%)，另外3块不进行抚育，对林分进行基本调查，包括：海拔、郁闭度、树高与胸径。在样地四个角与中心设置5个样方，灌木层样方大小为5 m×5 m，草本层样方大小为1 m×1 m，根据样方内植物的数量、高度、频度等数据计算出物种的重要值。物种多样性采用比较常见的几种指数[4-6]，对林分抚育前后的物种多样性进行计算，公式如下：

Patrick指数：R=S

Margarlef指数：M=(S-1)/lnN

上述公式中：S为物种数量，N为物种个体总数，Pi为第i个物种与物种总数量的比值。

3 结果与分析

3.1 抚育间伐对物种结构组成的影响

采取抚育间伐措施后，林分的灌木层、草本层的物种组成有了一定的变化，具体见表1。

表1 抚育与未抚育林下灌木层主要物种对比表

从表1可以看出，未进行抚育间伐的样地内毛榛、金花忍冬、锦带花、胡枝子与六道木都是灌木层的优势种，进行抚育间伐的样地内毛榛、金花忍冬、华北忍冬、胡枝子与三裂绣线菊为灌木层的优势物种，经过抚育的白桦林的灌木层有比较大的变化，其中毛榛、胡枝子、锦带花与六道木的重要值都显示降低，而华北忍冬与三裂绣线菊的比例迅速增加，这说明抚育间伐对林分灌木层的影响还是比较大的，灌木结构组成有了明显的变化。

表2 抚育与未抚育林下草本层主要物种对比表

从表2可以看出，未进行抚育间伐的样地内银背风毛菊、牛蒡、银莲花、蓍草与玉竹依次是草本层的优势种，进行抚育间伐的样地内优势草本发生了变化，具有优势的草本依次为银莲花、银背风毛菊、蓍草与硬质早熟禾，经过抚育的白桦林的草本层有比较大的变化，其中银背风毛菊、牛蒡与玉竹的重要值都显示降低，而银莲花与硬质早熟禾的比例迅速增加，这说明抚育间伐对林分草本层各物种的重要性产生了影响。

3.2 物种多样性

抚育间伐后林分灌木层与草本层群落结构与物种组成都发生了很大的变化，而其多样性的各项指标也随之变化，见表3。

表3 抚育与未抚育标准样地物种多样性与均匀度指数对比表

从表3可以看出，经过抚育间伐林分的物种多样性有了变化，Patrick与Margarlef指数都有了的提高，其中Patrick指数草本层变化较大，由27上升到了32，而Margarlef指数变化较大的也是草本层，由4.27上升到了6.55，说明物种丰富度都有了提高。抚育后林分的物种多样性也有了变化，Simpson指数灌木层由0.79下降到了0.54，而草本层由0.82上升到0.89，Shannon-Wiener指数由1.48下降到1.31，而草本层由2.20上升到2.98，以上数据表明灌木层的多样性降低，而草本层多样性增加。抚育后Pielou指数灌木层由0.71下降到了0.60，而草本层由0.67上升到了0.86，说明经过抚育林分灌木层的均匀度下降而草本层增加。