柳杉人工林植物多樣性研究

楊舉田，陳修權，覃德文

(1.廣西國有六萬林場，廣西 玉林 537000；2.廣西國有三門江林場，廣西 柳州 545006；3.廣西大學林學院，廣西 南寧 530004)

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柳杉人工林植物多樣性研究

楊舉田1，陳修權2，覃德文3

(1.廣西國有六萬林場，廣西 玉林 537000；2.廣西國有三門江林場，廣西 柳州 545006；3.廣西大學林學院，廣西 南寧 530004)

摘要以廣西國有六萬林場33年生柳杉人工林為研究對象，進行了上、下和中3個坡位的植物多樣性調查。研究結果表明：不同坡位林下植物種類多樣性表現為中坡>下坡>上坡；中坡林分的Shannon指數(H′)和Simpson指數(D)分別為2.01和 0.93，均為各個林分中最高；柳杉人工林中坡的草本層豐富度指數(Margalef 指數)均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物種類豐富，林下光源充足；柳杉人工林灌木層物種均勻度 Jsw指數的平均值分為1.580，而草本層物種均勻度 Jsw指數平均值為1.487。并得出了伴隨著坡位的變化，光照可從林分不同方向透過林分照射于林下植被，可給林下植被提供良好的生長環境，同時也提升了林下植被的多樣性。

關鍵詞柳杉；坡位；多樣性

柳杉屬杉科(Taxodiaceae)柳杉屬(Cryptomeria)喬木，為我國南方主要用材樹種之一，在長江以南，廣西、廣東、云南和貴州等地栽培較多，高海拔地區均有分布。該樹種能夠吸收二氧化硫、甲醛等有毒氣體，根系發達，林分土壤微生物含量較高，養分物質循環速度快，是我國南方優質生態綠化樹種之一。柳杉幼齡階段能稍耐蔭，在氣候適宜、土壤肥沃等地生長快，早期苗木屬于高速生長物種；但苗木在缺水、氣候干燥地區幼樹成活率低，生長緩慢。本文通過調查柳杉人工林林下生物多樣性情況，對柳杉人工林生態系統進行評價。

1試驗地概況

試驗樣地設置在廣西六萬林場蓮花山內，位于109°51′—109°54′ E，22°46′—22°47′ N。光照充足，熱量豐富，雨熱同季，夏濕冬干，干濕季節明顯。年均氣溫21.5 ℃，1月平均氣溫2.3～11.4 ℃，極端最低溫-2.5～2.2 ℃，7月平均氣溫28.2～29.8 ℃，極端最高溫37.4～42.8 ℃，≥10 ℃活動積溫7 350～7 875 ℃，年均日照時數1 521～1 832 h，是廣西太陽輻射高值區之一。年均降雨日110～120 d，年均降雨量1 200～1 400 mm，年蒸發量1 200～1 800 mm，相對濕度75%～88%，水熱系數1.4～1.8，極為適合于柳杉的生長。土壤以赤紅壤、紅壤為主，林地土層平均厚度在75～100 cm，土壤pH值為4.3～5.7。柳杉人工林保存密度為1 082株 hm-2，林分郁閉度為0.8。

2試驗方法

對試驗樣地進行上、中、下3個坡位分別選取3個10 m×10 m(100 m2)的標準樣地進行調查，主要記錄樣方內植物的種類、多度和物種的覆蓋度等指標。

結合外業調查統計分析，對林分的灌草層進行計算，具體運算公式如下：

(1)物種豐富度指數

式中：S為出現在樣地的物種數；N為總個體數。

(2)多樣性指數

Shannon- Wiener指數(H′)：

式中：pi為種i的個體數與樣方個體總數的比值。

(3)均勻度指數

Pielou均勻度指數(Jsw)：

Alatalo均勻度指數(Jsi)：

式中：S為出現在樣地的物種數，Ni為物種個體數，N為總個體數。

3結果分析

在柳杉人工林中，不同坡位林下植物種類多樣性表現為：中坡>下坡>上坡。柳杉人工林Margalef 指數在柳杉人工林上坡表現為灌木層>草本層，中坡和下坡則表現為草本層>灌木層。在不同坡位柳杉人工林中，上坡、中坡和下坡的林下物種多樣性指數均表現為灌木層>草本層，然而，林分受光照的影響，上坡林下物種的草本層Shannon指數遠遠高于灌木層Shannon指數。隨著柳杉人工林的坡度變化，灌草層物種多樣性指數變化為：中坡>下坡>上坡。中坡林分的Shannon指數(H′)和Simpson指數(D)分別為2.01和 0.93，均為各個林分中最高，在上坡表現為最小，分別為1.01和0.89。另外，柳杉人工林草本層多樣性指數Shannon 指數為1.500，變異系數為12.5%，而柳杉人工林的灌木層多樣性指數Simpson 指數值為1.557，變異系數僅僅為 32.5%，高于草本層的變異系數，變化范圍較大。

柳杉中坡灌木層的物種豐富度指數均高于其他不同破位的豐富度值，其值分別為 2.46和 0.90，但柳杉人工林中坡的Margalef 指數均高于其他坡度的林分，表明了柳杉人工林中坡植物種類豐富，林下光源充足。另外，柳杉人工林灌木層物種均勻度 Jsw指數的平均值分為1.580，變異系數為31.2%，而草本層物種均勻度 Jsw指數平均值為1.487，變異系數達到了11%，差別不大，說明物種均勻度差異水平明顯；均勻度指數 Jsi的平均值分別是 0.897和 0.927(表1)，灌木層和草本層均勻度指數的變異系數分別是 1.3%和 14.7%。

表1　柳杉人工林林下灌草層豐富度指數

4討論與總結

柳杉人工林隨著坡位的上升林下物種數量先增加后降低，到柳杉人工林中坡的物種種類達到最大值。草本層物種豐富度上坡最大，中坡最小，而上坡灌木層的物種豐富度指數均小于其他坡位的柳杉人工林。中坡林分物種多樣性指數最高。下坡柳杉人工林林分由于郁閉度較高，林下植被分布均勻，物種均勻度最高。

柳杉人工林隨著林分的坡位的變化多樣性總體趨勢呈先增長后降低的波浪變動趨勢，其主要原因為柳杉人工林隨著坡位的變化，與林下植被共同生長，坡位在上坡后隨著柳杉林分生長較高，林下植被獲得光照降低，影響了林下植被的生長。伴隨著坡位的變化，光照可從林分不同方向，如各個側面透過林分照射于林下植被，可給林下植被提供良好的生長環境，同時也增加了林下植被的多樣性。林分林下植被發育良好發育完全，有效地改善了林地土壤的理化性質，隨著林分生長完好，凋落物增加，可有效改善林地土壤養分結構。

參考文獻：

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Diversity ofCryptomeriafortunePlantation

Yang Jutian1,Chen Xiuquan2,Qin Dewen3

(1.Liuwan State-owned Forest Farm,Yulin 537000,China;2.State-owned Guangxi Sanmenjiang Forest Farm,Liuzhou 545006,China;3. College of Forestry,Guangxi University,Nanning 530004,China)

AbstractTaking 33-year-old Cryptomeria fortune plantation in the state-owned Guangxi Liuwan Forest Farm as the research object,diversity of uphill,middle slope & downhill slope were investigated. Result shows that the diversity of different slope positions in understory plant species are: the middle slope> downhill slope> uphill. The Shannon index (H′) and Simpson index (D) of stand of mdddle slope is 2.01 and 0.93,respectively,are the highest in each stand;richness index of herb layer in middle slope of C. fortune plantation (Margalef index) is higher than that of other slope;indicating that the species is rich for C. fortune plantation;light source understory is adequate;the mean value of species evenness (Jsw) of shrubs for C. fortune plantation is 1.580,and the mean value of species evenness (Jsw)of herb layer is 1.487. Accompanied by changes of slope positions in woodland,the sun shines the understory vegetation through stand,which can provide optimal growing environment,at the same time it can enhance the diversity of understory vegetation.

Key wordsCryptomeria fortune ;slope position;diversity

文章編號：1005-5215(2016)07-0030-03

收稿日期：2016-04-28

作者簡介：楊舉田(1987-)，男，廣西平樂人，大學，助理工程師，主要從事營林生產方面研究，Email:331926755@qq.com.

中圖分類號：S791.31

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.009