3 种天然次生林的物种多样性比较研究

魏宏通

(永泰藤山省级自然保护区管理处， 福建福州350700)

天然林主要包括原始林和天然次生林,是自然界中群落最稳定、生态功能最完备、生物多样性最丰富的陆地生态系统(胡云龙等,2003)。 与人工林相比,林分结构多样化,林分层次更为复杂,植物种类丰富多样,群落恢复能力和对病虫害的抵抗能力更强,而且具有维持土壤肥力、水源涵养等功能,在保护生物多样性、维护生态稳定性和调节碳氮平衡等方面具有重要作用(徐化成,1991)。

福建省永泰藤山省级自然保护区属于中亚热带向南亚热带过渡的地带,以常绿阔叶林为主,保护区内植被主要是原始林和天然次生林,含有南方红豆杉(Taxus wallichianavar.mairei)、花榈木(Ormosia henryi)、喜树(Camptotheca acuminata)等国家级保护植物。 目前,区内天然林保护与研究工作已取得积极成效,但在打破“绝对保护”,如何掌握合理的保护尺度,更好地发挥天然林资源多功能利用,促进群落良性演替等问题上仍有待商榷。 因此,本文通过对区内不同天然林分展开调查,研究不同林分下不同群落层次的物种多样性,以期为人工实施合理干预、合理经营,激发天然林潜力,促进森林资源的可持续性发展提供借鉴意义。

1 试验地概况

永泰藤山省级自然保护区位于福建省永泰县,地理位置北纬 25°39′43″～25°51′40″,东经118°30′23″～119°09′06″,保护区占地面积超 21 204.59 hm2,涵盖永泰县塘前乡、城峰镇、岭路乡、葛岭镇等8 个乡镇的21 个行政村。 以山地丘陵地貌为主,属亚热带海洋性季风气候,夏季高温多雨,冬季温和少雨,土壤主要为红壤。

2 试验方法

2.1 调查方法

在永泰藤山保护区内选取坡位、坡向和郁闭度等环境条件相似的3 种天然次生林,分别是位于岭路乡七斗村的以杉木和马尾松为建群种的天然次生针叶林,位于城峰镇高峰村以米槠为建群种的天然次生阔叶林,位于葛岭镇万石村的以丝栗栲和柳杉为建群种的天然次生针阔混交林,每个林分内设置1 个100 m×100 m 的调查样地,样地内选择目标种群分布较均匀的地块设置10 个10 m×10 m 乔木层样方,每个乔木层样方内取2 个对角设置2 个5 m×5 m 的灌木层样方,以及取2 个对角和1 个中心设置3 个1 m×1 m 的草本层样方。 乔木层物种起测径阶为4 cm,记录乔木层和灌木层的物种名、胸径或地径、株数、株高等指标,记录草本层物种名、株数和盖度等指标。 根据《中国植物志》对物种进行科属分类。

2.2 多样性测定

通过调查和统计,并采用物种重要值、物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标来反映该群落中各群落层次的物种多样性程度(马克平等,1995；马克平,1994)。

3 结果与分析

3.1 不同天然林分下的物种组成

由表1 可知,以杉木和马尾松为建群种的针叶林乔木层包含7 科10 属12 种,灌木层包含13 科 15 属 17 种,草本层则有 12 科 14 属 14 种,共 31 科 39 属 43 种。 乔木层以壳斗科和柏科物种数较多,壳斗科包含2 个属3 个种,柏科包含2 个属2 个种；灌木层重要值最高的物种是黄瑞木(0.435),以豆科物种数较多,含2 个属3 个种；草本层以里白的重要值为最高(0.443),里白科和菊科的物种数较多,其它科均只有1 种。

以米槠为建群种的阔叶林,乔木层物种有8 科11 属14 种,灌木层包括13 科17 属18 种,草本层有12 科14 属14 种,共25 科36 属40 种(表2)。 乔木层以壳斗科和樟科阔叶树种为主,壳斗科含3 个属2 个种,樟科含2 个属3 个种；灌木层优势种是米槠,重要值最大,为0.294,其次是马尾松(0.256)；草本层重要值最大的是芒萁(0.406)。

表1 杉木-马尾松林物种组成Table 1 Cunninghamia lanceolata-Pinus massoniana forest species composition

表2 米槠林物种组成Table 2 Castanopsis carlesii forest species composition

由表3 可知,以丝栗栲和柳杉为建群种的针阔混交林,乔木层有12 科14 属18 种,灌木层12 科 16 属 21 种,草本层 20 科 25 属 26 种,共 39 科 55 属 65 种。 乔木层樟科物种数最多,含 2个属4 个种；灌木层唇形科物种较多,含2 个属4 个种,其次是茜草科,包括3 个属3 个种,唇形科紫珠属杜虹花的重要值最大(0.290)；草本层则是以禾本科植物为主,如重要值较为靠前的五节芒(0.333)和淡竹叶(0.208)。

表3 丝栗栲-柳杉林物种组成Table 3 Castanopsis fargesii-Cryptomeria japonica var. sinensis forest species composition

续表3Table 3(Continued)

3.2 不同天然林分的物种多样性分析

由表4 可知,不同天然林分的物种丰富度指数,灌木层均高于乔木层和草本层,丝栗栲和柳杉为建群种的针阔混交林不同群落层次的物种丰富度指数、多样性指数均高于杉木-马尾松林、米槠林；3 种天然林分不同群落层次均匀度指数总体较高,物种分布相对均匀；米槠林乔木层优势度指数较高,重要值靠前的乔木层树种在该群落中地位突出；其它林分群落层次的优势度指数相对较低,物种分布错落有致。

4 结论与讨论

物种组成种类、数量和空间分布均会影响群落格局(高东等,2010)。 在群落中,建群种或优势种较为单一且地位突出时,对环境资源的竞争力更强,同时也会对其它物种的生长繁殖产生一定的抑制作用,可人工进行适当间伐干预,引导群落良性发展。 本研究中,以杉木和马尾松为建群种的针叶林物种共31 科39 属43 种,以米槠林为建群种的阔叶林物种共25 科36 属40 种,二者的科属数量、物种数量均小于以丝栗栲和柳杉为建群种的针阔混交林(共39 科55属65 种),针阔混交林物种多样性指数也较高。 徐化成(1991)认为,群落中树种多样性越大,越不容易遭受病虫害。 杉木和马尾松均是速生树种,且马尾松易受松材线虫病侵害,影响生态环境的稳定性,因此可适当抚育间伐,留优去劣,调整林分密度和群落结构；米槠林中,米槠在乔木层和灌木层中重要值均为第一,说明米槠对该环境的适应性较强,易于生存和繁殖。 当共享资源不足时,种间竞争强度会加大,适应性较强的物种对环境资源的利用率更高,而对适应性较差的物种则可能被淘汰,不利于维持物种多样性(曾钦朦等,2018)。 因此,米槠林可适当进行人工间伐,留稀去密。 物种多样性的增加还能促进植物生物量的积累(杨扬等,2016)。杉木-马尾松林、米槠林的乔木层、灌木层和草本层重要值排第一的物种重要值均相对应大于丝栗栲-柳杉针阔混交林,表明杉木-马尾松林和米槠林不同群落层次的生物量累积较为集中,在一定程度上削弱了其它物种的生物量累积。 丝栗栲-柳杉林的灌草层物种丰富度指数和多样性指数均高于乔木层,可适当对灌草进行劈草、间伐,促进乔木层林木生长。

表4 不同天然林分的物种多样性指标Table 4 Species diversity indicators of different natural forest stands

根据本研究可知,针叶林和阔叶林乔木层可适当间伐,针阔混交林灌草层需适当采伐,而且,针阔混交林林下灌草层物种更为丰富,具体原因有待深入探究。 综上所述,对天然次生林资源的管理要结合实际,抚育强度需根据群落的多样性情况,通过人工干预维护物种多样性。同时,也且有待建立起具有可操作性的、同时有利于天然次生林可持续经营的管理技术标准。