林下種植草珊瑚對林下植物多樣性的影響研究

鐘德昌

(福建省武平縣中山林業(yè)工作站，福建 武平 364300)

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林下種植草珊瑚對林下植物多樣性的影響研究

鐘德昌

(福建省武平縣中山林業(yè)工作站，福建 武平 364300)

指出了隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及用地的緊張，林下套種植物已經(jīng)成一種趨勢。以福建武平縣為例，研究了林下種植草珊瑚對植物多樣性的影響。采用樣方法，對試驗樣地進(jìn)行了調(diào)查，以調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用植物豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)進(jìn)行了分析比較。

林下種植；草珊瑚；植物多樣性；影響

1　引言

不同的林分類型和坡位對于套種的草珊瑚生長有不同的影響。本文主要對武平縣馬尾松杉木混交人工林下種植草珊瑚對林下植物多樣性的影響進(jìn)行研究，對于林下種植草珊瑚和林下未種植草珊瑚的樣地，不同種植年限的草珊瑚樣地之間的各種指數(shù)進(jìn)行對比分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①林下種植草珊瑚對于灌木層產(chǎn)生了明顯的影響，會降低物種的多樣性。②林下種植草珊瑚使得草本層的豐富度指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)有比較明顯的下降跡象。Pielou指數(shù)和Simpson指數(shù)則是在上升。③林下套種草珊瑚后其植物的豐富指數(shù)會有明顯的變化，其他的指數(shù)則變化不大。④在考慮經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益后可以因地制宜，選擇是否進(jìn)行林下套種草珊瑚。

2　研究區(qū)概況

可持續(xù)發(fā)展的一個重要前提條件是維系生物多樣性。想要研究林下種植草珊瑚對林下植物多樣性的影響，首先要了解研究區(qū)的基本情況。

2.1武平縣簡介

武平縣位于福建省龍巖市西南部，與閩、粵、贛三省交界，介于東經(jīng)115°52′～116°24′，北緯24°46′～25°28′之間。武平縣是閩西、粵東以及贛南的重要交通樞紐和物資中轉(zhuǎn)和集散地，有閩西“金三角”的稱號。武平縣的地勢類型為低山丘陵地區(qū)，平均海拔為273 m，地勢是由西北向東南傾斜，最高峰梁山頂，海拔有1537 m。武平的西北部多高山，東南部多寬廣的平地，氣候溫和，雨量充沛，四季分明，夏長冬短，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，干濕季節(jié)分明。年平均氣溫17～19.5 ℃，年降雨量為1450～2200 mm。河流屬汀江、梅江、贛江水系，全縣大小河流200多條，流域面積50 km2以上的有18條。武平縣的林業(yè)多以松杉為主，森林面積廣大，森林覆蓋率和綠化率也很高。其中森林的經(jīng)營模式有很多，林下種植是武平縣林下經(jīng)濟(jì)的主要發(fā)展模式之一。

2.2樣地介紹

本文所研究的樣地是位于福建省龍巖市武平縣的馬尾松和杉木混交林基地。按照研究的需要，選擇樹種組成9棵馬尾松1棵杉木，林齡為25年，密度1600株/hm2，樹種的平均胸徑為16.2 cm，平均樹高是11.2 m，蓄積量達(dá)到了125 m3/hm2。帶狀水平的形式比較適用于研究試驗林下套種草珊瑚。試驗的面積大約是11.2 hm2，在試驗進(jìn)行時要把林地上的雜草全部清除，清理出一條寬為70～100 cm的雜草帶。隨后挖穴整地，細(xì)碎穴內(nèi)的土壤，樹木之間的距離為1.5 m×1.5 m。選擇優(yōu)良品種培育出來的1年生營養(yǎng)袋容器苗。開始種植初年需要進(jìn)行施肥，可以采用有機(jī)肥、復(fù)合肥、鈣鎂磷等有機(jī)肥等來施肥。主要施1.5 kg/株，之后每年都要進(jìn)行一次撫育，可以在5月或者8月。試驗地的林地要全部清除雜草，把穴擴(kuò)大進(jìn)行培土，穴的大小為80 cm×80 cm。培土到6～10 cm即可。因為草珊瑚的收獲周期多為3年，所以試驗也以3年為標(biāo)準(zhǔn)。

3　試驗研究的方法

3.1試驗樣地的設(shè)置及調(diào)查方法

試驗研究主要選擇的是種植年限不同的兩種草珊瑚，然后在種植區(qū)的上坡、中坡及下坡各布置好一塊15 m×15 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，這樣總共就是9塊樣地，樣地的總面積有2600 m2。在對照樣地后選擇可以進(jìn)行試驗的林木下，盡可能地考慮到受自然因素影響最小的地方，避免試驗結(jié)果受到外界條件的干擾。可以將各個樣地再細(xì)分為16個小樣方，隨機(jī)不規(guī)則地抽取幾個小樣方，可以是3～4個，也可以按S型隨機(jī)抽取，在選定的樣方里面設(shè)置一個2 m×2 m和1 m×1 m的草本樣方。根據(jù)試驗需要可以設(shè)置灌木樣方25個，設(shè)置草本樣25個。試驗研究調(diào)查中的指標(biāo)主要包括群種名稱、高度、多度及蓋度。此次調(diào)查時喬木層沒有做過任何改變，所以在研究時保持了原定狀態(tài)，因此研究的喬木層結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。

3.2數(shù)據(jù)的處理

在進(jìn)行研究的過程中對數(shù)據(jù)的收集和分析尤為重要，數(shù)據(jù)的處理涉及到很多數(shù)據(jù)值的運(yùn)算。如物種的重要值、物種多樣性指數(shù)等都要進(jìn)行計算。物種重要值的計算公式是：相對多度(%)+相對蓋度(%)+相對頻度(%)=重要值(%)。物種的多樣性指數(shù)計算公式為：

J=1-ΣPi2/(1-1/S)；

D=1-ΣPi2;H′=-ΣPilnPi。

式中，J為均勻指數(shù)，用PieLou指數(shù)表示；D為多樣性指數(shù)，用Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)驗證來表示；Pi表示樣方內(nèi)第i種物種重要值在全部物種重要值的百分比值；S代表樣方內(nèi)物種的數(shù)量。

4　分析及研究結(jié)果

4.1林下種植草珊瑚對灌木層物種多樣性的影響

以下采用表格的形式把各樣地林下灌木層優(yōu)勢種及其重要值展現(xiàn)出來，如表1所示。

表1　各樣地林下灌木層優(yōu)勢種及其重要值

注：C1為草珊瑚種植1年的樣地；C2為草珊瑚種植2年的樣地；CK為對照樣地

由表1可以看到，試驗研究中的林下種植草珊瑚樣地灌木層物種比對照地的有所降低，在實驗樣地中可以看出重要值排在比較前面的有黃瑞木、毛冬青和莢蒾等十多種，但是在種植草珊瑚樣地的灌木層只有零星3種，分別是小構(gòu)樹、三葉五加、筆羅子。所以在林下種植草珊瑚會導(dǎo)致灌木層的植物多樣化顯著下降。

4.2林下種植草珊瑚對馬尾松與杉木混交林的草本層物種多樣性的影響

以下采用表格的形式把各樣地草本層主要物種組成及所占比例展現(xiàn)出來，如表2所示。

表2　各樣地草本層主要物種及占比　%

注：C1為草珊瑚種植1年的樣地；C2為草珊瑚種植2年的樣地；CK為對照樣地

由表2可知，林下草本層中的對照樣地出現(xiàn)了30多種植物，個體數(shù)占了總體數(shù)的比例10%以上的就有百合科、豆科和莎草科。這3種科總計占了總數(shù)的44%。但是在草珊瑚種植的1年樣地中只有10多種植物，其中菊科、薔薇科、禾本科以及豆科這4種就占到了總數(shù)的66%。而在2年的樣地中則有20多種植物，菊科、薔薇科以及里白科是主要優(yōu)勢科，占到了總數(shù)的47.8%。這些科種會隨著草珊瑚種植年限的增加而增加，但是其實際個數(shù)卻在草本層占的比例下降。莎草科的下降幅度最大。其他的百合科、豆科以及里白科會因為草珊瑚的種植年限增加而增加，有些單科的植物在整體所占的比列也在變化。所以對照可知林下種植草珊瑚會改變原本的草本層的物質(zhì)組合，并且隨著種植年限的變更，影響程度也會改變。

5　調(diào)查結(jié)論

根據(jù)以上的調(diào)查實驗可以得出結(jié)論：一旦在林下套種草珊瑚就會對灌木層有影響。林下套種草珊瑚會降低物種的多樣性，并且草本層的豐富度指數(shù)還會下降。而PieLou指數(shù)和Simpson指數(shù)則在很明顯地上升。在種植草珊瑚的1年和2年的樣地中物種多樣性的指數(shù)只有豐富度指數(shù)有著比較明顯的差別，其他的相關(guān)指數(shù)基本相差不大。需要注意的是草珊瑚的生長周期為3年，對于其周圍的生物不可頻繁清理，不然會破壞周邊植物的多樣性。所以在實際的種植過程中要先考察和調(diào)查影響程度，再按照實際情況來進(jìn)行發(fā)展林下種植。

6　結(jié)語

林下種植草珊瑚對于林下的植物多樣性有一定的影響，辨證綜合考慮，可以提倡和不斷推廣林下種植草珊瑚的經(jīng)營模式。林下種植草珊瑚作為福建省主推的模式之一，其可觀的經(jīng)濟(jì)效益不僅能促進(jìn)林農(nóng)業(yè)的發(fā)展，還能帶動營林護(hù)林的積極性。

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[2]吳長銓.林下套種草珊瑚的栽培技術(shù)分析[J].廣東科技,2013,22(14):186～187.

[3]王生華.林下生境對草珊瑚生長、形態(tài)和質(zhì)量的影響[J].三明學(xué)院學(xué)報,2013,30(6):81～86.

2016-07-07

鐘德昌(1975—)，男，工程師，主要從事森林資源調(diào)查規(guī)劃與林政資源管理工作。

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1674-9944(2016)15-0059-02