抚育间伐对华北落叶松林分灌木多样性的影响研究

邓丽娟 李云飞 穆蕾

摘 要：以木兰林管局华北落叶松人工纯林、落桦混交林和落油混交林3种典型林分类型为研究对象，分析抚育间伐对华北落叶松林分的灌木多样性的影响。结果表明：未抚育的不同类型的华北落叶松林分的灌木物种丰富度表现为落桦混交林>落叶松纯林>落油混交林。抚育后的不同类型的华北落叶松林分，林下灌木的物种丰富度、盖度均有所增加；随着抚育年份的增加，灌木的多样性指数呈增加趋势，而灌木分布均匀度指数变化趋势不明显。

关键词：抚育间伐；华北落叶松；灌木多样性；影响

中图分类号 S753.51 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）07-0111-03

华北落叶松是冀北山区的重要用材与生态树种，在木材供给、涵养水源、调节径流、改善水文状况方面发挥着重要作用。森林抚育是培育森林的基础和关键性技术环节，也是森林生态系统经营的重要组成部分[1]。对森林进行科学抚育，能够优化森林结构，提高森林质量，提高林分的生物多样性，从而更好地发挥森林的涵养水源、防风固沙、保持水土等生态功能。笔者以木兰林管局华北落叶松人工纯林、落桦混交林和落油混交林3种典型林分类型为研究对象，分析抚育间伐对华北落叶松林分的灌木多样性的影响，对科学评价华北落叶松林的森林抚育成效、促进冀北山地森林的可持续经营具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 河北省木兰围场国有林场管理局（木兰林管局）位于河北省围场满族蒙古族自治县境内，地理坐标为41°35′～42°40′N、116°32′～117°14′E，距承德140km、北京340km。全年无霜期67～128d，年平均气温

-1.4～4.7℃，年降水量380～560mm，主要集中在7、8、9月，年蒸发量1462～1556mm，平均相对湿度63%。

该地区属于温带草原地带高原东部森林草原区与暖温带落叶阔叶林地带燕山山地落叶阔叶林温性针叶林区的交接带，植被主要由灌丛、落叶阔叶林、针叶林和亚高山草甸组成，针叶林主要为华北落叶松林、油松林、樟子松林、云杉林。华北落叶松林以人工纯林为主，落叶松混交林中混生的树种主要有白桦、山杨、蒙古栎、椴树、云杉、棘皮桦等。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置与调查 2013年8月在木兰林管局孟滦林场选取立地条件较为一致的华北落叶松林分设置固定样地，样地类型分华北落叶松纯林、落桦混交林、落油混交林，优势树种均为华北落叶松。每种林分各设1组（抚育与对照）样地，共6块，面积为50m×50m（详见表1）。

抚育样地间伐强度20%～25%（见表2），在每块样地的四角及中心位置分别设5个5m×5m的灌木样方和1m×1m的草本样方，调查样方内灌草层物种的种类、数量、高度和盖度。2013年对抚育样地（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和对照样地（CK-Ⅰ、CK-Ⅱ、CK-Ⅲ）进行调查，2014和2016年重复测量。

1.2.2 指标测定 森林生物多样性在某种程度上是衡量森林质量的重要指标，可直接反映林分的结构特征和生态功能的差异。本研究采用常用的物种多样性指数，包括物种丰富度指数（S）[2]、Simpson多样性指数（D）[3]、Shannon-Wiener多样性指数（H′）[4]和Pielou均匀度指数（E）[4]，各指标计算公式如下：

丰富度指数：以样方中物种的数目表示物种丰富度。

2 结果与分析

2.1 间伐前林分灌木层物种多种性 对各样地林内灌木多样性指数进行统计分析可知（表3），各样地灌木丰富度变化范围为2.3～4.0，落桦混交林丰富度最高。总体上看，不同林分类型丰富度表现为落桦混交林>落叶松纯林>落油混交林，多样性指数和均匀度指数大体也呈一致的规律。

2.2 間伐后林分灌木层物种多种性 对抚育后1年（2014年）和抚育后3年（2016年）的林内灌木多样性指数进行统计分析可看出（表4），2014年抚育样地灌木层丰富度显著高于对照样地（p<0.05），2016年抚育样地略高于对照样地，但差异不显著。与2014年相比，2016年各样地灌木盖度均有所增加，增加值范围在13%～28%。这可能与间伐作业对林下灌木的破坏有关，短期内既有喜光物种的增加，也存在对原有灌木的负向作用。

随着抚育年份的增长，与2014年相比，2016年林地灌木的多样性指数（Simpson指数和Shannon-Wiener指数）基本呈现增加的趋势，其中，抚育样地的Shannon-Wiener指数增长范围为23%～43%，在各林分类型中的变化更为显著。而反映灌木分布均匀度的Pielou指数在各个样地中的变化趋势并不明显，可能与伐后时间较短，灌木生长尚未得到有效恢复有关（表4）。

3 结论与讨论

森林抚育改变了华北落叶松的林分结构，在短期内增加了林分光照；作业过程中破坏了原有的地表结构和林下植被，从而影响了林下植物的多样性。本研究结果表明：未抚育的不同类型的华北落叶松林分的灌木物种丰富度表现为落桦混交林>落叶松纯林>落油混交林。抚育后的不同类型的华北落叶松林分，林下灌木的物种丰富度、盖度均有所增加；随着抚育年份的增加，灌木的多样性指数呈增加趋势，而灌木分布均匀度指数变化趋势不明显。

参考文献

[1]杨新兵，张伟，张建华，等.生态抚育对华北落叶松幼龄林枯落物和土壤水文效应的影响[J].水土保持学报，2010（01）：119-122.

[2]刘红梅.秦淮河流域主要林分类型结构特征研究[D].江苏：南京林业大学，2010：45-46.

[3]任立忠，罗菊春，李新彬.抚育采伐对山杨次生林植物多样性影响的研究[J].北京林业大学学报，2000，22（4）：14-17.

[4]Pielou E C.The measurement of diversity in different types of biological collections[J].Journal of Theoretical Biology，1966，238（13）：131-135. （责编：徐世红）