不同干扰方式对广西沿海地区岗松群落多样性的影响

黄晓露，杨桂珍，赵志珩，李军集，武建云，赖沛荣，梁文汇

（1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西木本香料工程技术研究中心 广西特色经济林培育与利用重点实验室，南宁 530002；2.广西国有雅长林场，百色 533209；3.防城港市宝兴工艺品有限公司，广西防城港 538001）

关键字：岗松；干扰方式；群落多样性

岗松（Baeckea frutescens）是桃金娘科（Myrtaceae）岗松属植物，又称扫把枝、铁扫把、石松草、香柴等。岗松在我国主要分布于海南、广东、广西、福建、浙江和江西等省区[1]。岗松在传统上用于制作扫把，但随其在广西的栽培种植和加工利用，在工艺品行业、制药行业和日化品行业均具有较高的经济价值[2]，岗松加工业现已成为防城港市港口区新兴扶贫产业。

岗松具有显著的生态效益，对土壤要求不高，可广泛种植在贫瘠的丘陵山地，龚琴等[3]、宋磊等[4]研究提出岗松因具有耐贫瘠、耐旱、耐酸、耐火烧、繁殖力强、根系发达等特征适合作为边坡防护及生态绿化植被，在沿海滩涂地区还可以套种在滨海防护林里，有较好的蓄水和防风固沙的作用。岗松的生长受人为影响较大，人为择伐强度较大的岗松林基本为当年萌生的灌木，伐后萌条更为粗壮，但群落的自然更新和郁闭会导致岗松退出[1]。本文通过对不同人为干扰方式的岗松野生林分群落多样性和生长情况进行调查分析，探讨岗松经营对物种多样性变化的影响，以及其他植物与岗松的竞争关系，为合理建植和抚育管理岗松林分提供理论基础。

1 研究区概况

防城港市港口区（108°19′～108°36′E，21°32′～21°44′N），属南亚热带季风性气候，年均气温21.1～22.6 ℃，年均光照1 560.9～2 119.6 h，平均降水量1 636.2～2 822.7 mm，相对湿度80%左右，年均风速1.8～3.1 m∕s[5]。境内山丘多为低丘，最高点103 m。土壤类型为砖红壤。

在防城港港口区岗松群落分布区选择立地条件相近的7个不同干扰方式的岗松林分群落建立样地（表1）。其中S1和S2群落以岗松为种植目标经营，S3 和S4 以桉和松为经营目的，造林时实施了林地清理，人为干扰程度最大。S5 为火烧后自然更新，S6 和S7 于2015年疏植马尾松，但种植前后人为干扰相对较少，以林下自然更新和演替为主[6-7]。

表1 不同干扰方式岗松林特征Tab.1 Characteristics of sample plots of Baeckea frutescens forest under different disturbances

2 研究方法

2.1 调查方法

根据群落特征布设样地，每个样地乔木样方设置1 个10 m×10 m 的样方（100 m2）[8]，在样地内按“品”字形设置3个2 m×2 m（4 m2）灌草层样方[9]，分别按乔木（树高不小于4 m）、灌木（树高小于4 m）和草本进行调查，记录样方内乔木树种郁闭度、高度、株数和胸径，记录灌木、草本树种盖度、高度，同时记录各样地的经纬度、海拔、高度、坡向、坡位等自然环境条件和干扰措施情况[10]。

平茬采收1 m×1 m 岗松枝条进行称重，测算每公顷岗松鲜样生物量，重复3次。

2.2 分析方法

因样地中灌木层和草本层覆盖度、高度接近且草本树种与目的树种岗松的生长存在明显的竞争关系，所以灌草层一并进行数据计算。采用Excel 2016进行数据处理，计算各灌草树种的重要值IV，灌草层物种丰富度指数（S）、Shannon-Wiener指数（H）、Simpson 指数（D）、物种均匀度指数（Jsw）等，计算公式如下[11-12]：

（1）灌草层重要值：P=（相对频度+相对盖度+相对高度）∕3

式中：相对频度=某个种出现的次数∕所有种出现的次数之和；

相对盖度=某个种的盖度之和∕所有种的盖度之和；

相对高度=某个种的所有个体高度之和∕所有种个体高度之和。

（2）α生物多样性指数：

物种丰富度指数（S）=样地内出现的物种数；

Shannon-Wiener指数（H）=-∑PilnPi；

Simpson指数（D）=1-∑Pi2；

物种均匀度指数（Jsw）=-∑PilnPi∕lnS

式中：Pi为种i的重要值，S为种i所在样方的物种总数，即物种丰富度。

3 结果与分析

3.1 不同干扰方式岗松林主要物种组成

调查共记录了32种植物，隶属23科32属（表2）。乔木层仅有人工种植的马尾松（Pinus massoniana）和桉（Eucalyptus robusta）2 种。灌木层物种多于草（藤）本层，其中灌木层15 种，隶属13科15 属，占所调查物种总数的46.87%；草（藤）本11 种，隶属7 科11 属，占所调查物种总数的34.37%。

对灌草层重要值进行统计，结果表明灌木层中除了岗松和人工种植的幼松外，野牡丹（Melastoma candidum）、桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）在各群落中占有较大优势，草本层优势树种为铁芒萁（Dicranopteris linearis），部分群落为五节芒（Miscanthus floridulus）。以岗松为经营目的的S1 和S2 群落岗松的重要值分别为37.02 和22.59，比群落中桃金娘、野牡丹和铁芒萁等树种高。以乔木树种为经营目的的S3和S4群落中，岗松重要值下降到14.64 和3.47，而灌木树种野牡丹和桃金娘的重要值皆达到了10 以上，草本树种中铁芒萁占最大优势，重要值分别达到35.42和30.99。人为干扰较少的S5、S6和S7群落中岗松重要值分别为17.21、16.27 和17.19，相比S3 和S4 群落岗松的重要值有所上升。火烧后的S5 群落草本优势树种为五节芒（24.00），S6 和S7 群落经过自然更新和演替后草本优势树种为铁芒萁，重要值分别为18.59和19.33。

表2 不同干扰方式岗松林主要物种组成及其重要值Tab.2 Main species composition and importance value of Baeckea frutescens forest under different disturbances

续表2Continued

3.2 不同干扰方式岗松林灌草层群落多样性

物种丰富度最高的为S5 群落（18 种），S1 群落丰富度最小（8 种），数量由多到少次序为S5＞S7＞S3 = S6＞S2 = S4＞S1，表现为自然更新为主、人为干扰强度较小的群落丰富度较大，有经营目的、干扰强度较大的群落丰富度较小；Shannon-Wiener 指 数 最 大 为S5 （2.5），最 小 为S1（1.79），大小次序为S5＞S6＞S7＞S3＞S2＞S4＞S1，变化规律基本与物种丰富度一致；Pielou均匀度最高为S6（0.92），最小为S3（0.84），大小次序为S6＞S2＞S4＞S1 = S5 = S7＞S3，在各群落中变化不明显；Simpson指数最大为S5（0.88），最小为S6 （0.78），大小次序为S5＞S7＞S2＞S4＞S3＞S1＞S6（表3）。

表3 不同干扰方式岗松林灌草层多样性指数Tab.3 Shrub-grass layer diversity of Baeckea frutescens forest under different disturbances

3.3 不同干扰方式岗松生长情况

不同干扰方式群落盖度、高度和地上生物量差异达到极显著水平（P＜0.01），以岗松为经营目标的S1 群落岗松盖度（98.33%）、高度（1.61m）和地上生物量（19.03 t∕hm2）皆为最高（图1）。S2以岗松为经营目标但复壮后未施肥，盖度（70.00%）、高度（0.97 m） 比S1 显著降低（P＜0.01），但地上生物量（17.10 t∕hm2）显著高于以其他树种为经营目的的S3 和S4，以及自然更新的S5、S6 和S7（P＜0.01）。火烧后的S5 群落，岗松作为先锋树种在群落中有一定的地上生物量（12.03 t∕hm2）和高度（1.35 m）优势，但由于物种丰富度较大，Simpson 指数较高，岗松的盖度仅为50.00%。S6和S7群落经过自然更新和演替后，岗松的盖度在50.00%以上，但地上生物量和高度相对较低。以其他树种为经营目的的S3、S4群落由于乔木层郁闭，岗松的盖度分别下降到13.33%和11.67%，地上生物量也下降到0.15 kg 和0.19 kg，显 著 低于S1、S2、S5、S6 和S7 群落（P＜0.05）。

图1 不同干扰方式岗松生长差异分析Fig.1 Analysis on growth differences of Baeckea frutescens under different disturbances

3.4 不同干扰方式乔木树种生长情况

马尾松是岗松林主要的乔木树种，过熟林马尾松平均树高范围4.7 ～6.5 m，胸径范围6.2 ～15.4 cm，表现为种植密度大的S3群落比密度小的S4 和S6 树高和胸径小。幼龄马尾松平均树高范围2.5 ～3.1 m，胸径范围4.3 ～5.8 cm，受种植密度和坡位影响相对较小（表4）。

S3和S4以经营速生桉为主要目的，其中S3桉树种植密度较大，桉树生长情况较差，8年生桉树平均树高仅为5.3 m，平均胸径仅为2.8 cm；S4 桉树种植密度较小，8年生桉树树高为7.8 m，胸径为8.6 cm，可见林地的土壤、气候和抚育条件等无法达到速生桉生长需求。

表4 不同干扰方式岗松林乔木树种生长情况Tab.4 Growth conditions of arbor tree species in Baeckea frutescens forests under different disturbances

3 结论与讨论

广西沿海地区土壤和气候环境是影响植物建成的重要限制因子，由于海洋性气候以及沿海坡地土壤养分贫瘠等环境条件限制，岗松天然林分中植物生长受到抑制，除乔木层有早年种植的马尾松和生长较差的桉树外，鲜少发现其他高大乔木，灌草层从高度来看基本属于同一层次，与罗学升等[13]，林英等[14]人的调查结果一致。岗松野生群落灌木优势树种主要为野牡丹、桃金娘，草本优势树种最主要为铁芒萁，部分群落为五节芒。因岗松具有耐贫瘠、耐火烧的特征，地上枝、茎被烧毁后可迅速萌芽[14]，成为迹地群落天然更新的先锋灌木树种。五节芒作为先锋草本树种在高度、盖度上都与岗松形成较大的竞争关系。以桉树为经营目的的群落随着林分的郁闭，灌木树种增加，草本树种较少，整体群落物种丰富度和群落多样性降低，野牡丹和桃金娘等灌木优势逐渐增加，岗松的优势下降，逐渐退化甚至退出群落，草本层也由较高的五节芒演变为较矮的铁芒萁。相比以桉树为经营目的的群落和人为干扰较少的群落，以岗松为经营目的的岗松林分物种丰富度、群落多样性则明显较小，林分结构单一，仅有矮小的草本和零星的灌木分布。

影响岗松生长的因素除土壤和气候环境外，最主要的是抚育经营和采伐。复壮更新后岗松林分的盖度、高度和生物量皆高于天然更新的岗松林分，且经过施肥的林分长势明显优于未施肥林分，岗松的盖度越大，优势越明显，对其他灌草树种的抑制作用越大。

综上所述，由于立地条件不佳，广西沿海地区贫瘠山地逐渐向荒山荒地演化，岗松作为先锋树种和经济树种，同时兼具生态价值与经济价值，所以对野生岗松林分的保护、抚育和经营对当地产业发展和林地保护十分重要。但同时也面临由于群落多样性降低和群落结构单一化而可能产生的土壤环境变化和病虫害等问题。因此在岗松林经营中时需合理配置树种，形成稳定且有利于岗松生长的复层群落结构，并对土壤水分及养分条件进行监测和改良，形成可持续发展的岗松林经营模式。