國有黃冕林場森林生物多樣性監(jiān)測

馮林霞

（廣西國有黃冕林場，廣西柳州 545600）

為了掌握黃冕林場封山育林狀態(tài)下的次生天然林生物多樣性基線及其變化過程、評估林場次生天然林生物多樣性保護的現(xiàn)狀、為區(qū)域生物多樣性恢復(fù)和保護規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，筆者對林場生態(tài)公益林內(nèi)封山育林保護措施下的次生天然林設(shè)置樣方，對項目區(qū)的森林群落物種多樣性進行調(diào)查，建立生物多樣性檢測體系，及時掌握生物多樣性的動態(tài)變化，分析變化的原因，提出恢復(fù)、保護與合理利用對策，為林場的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

1 研究區(qū)概況

黃冕林場位于109°43′46″E～109°58′18″E，24°37′25″N～24°52′11″N，處在廣西壯族自治區(qū)鹿寨縣北部的黃冕鄉(xiāng)和永?？h廣福鄉(xiāng)境內(nèi)，最高海拔達895.9 m。黃冕林場屬于中亞熱帶氣候，溫暖多雨，光照充足，雨熱同季、夏冬干濕明顯，年平均氣溫19.0 ℃，絕對最低溫 -2.8 ℃，年均降雨量 1 750 mm，年均蒸發(fā)量度 1 426 mm，雨量系數(shù) 92.1，為水分充足區(qū)，降雨量一般集中在4-8月。林場屬亞熱帶常綠闊葉針葉林區(qū)，其中針葉林的主要特征植物有馬尾松、杉木，闊葉林的主要特征植物有米椎、楓香、大葉櫟、樟樹、荷木和石灰木等[1]。黃冕林場林地地質(zhì)年代屬泥盆系，成土母巖以砂頁巖、夾泥巖和紫紅砂礫巖為主。表土層和土層薄至中，少量達到厚土層。質(zhì)地輕壤到中壤土。海拔500 m以下林地屬山地紅壤，500～800 m屬山地黃紅壤，800 m以上為山地黃壤。

本次監(jiān)測共設(shè)置30 m×20 m固定樣地4個，沙塘分場、洛清江分場各2個。林分都為經(jīng)10年以上封山育林形成的次生林，為封山育林后天然恢復(fù)的次生常綠落葉闊葉林和次生常綠落葉闊葉混交林，可分喬木、灌木和草本3層[2]。主要樹種有木荷（Schima superba）、鴨腳木（Scheff l era heptaphylla）、楓香（Liquidambar formosana）、白楸（Mallotus paniculatus）、山烏桕（Sapium discolor）、栲樹（Castanopsis chinensis） 和 黃 樟（Cinnamomum parthenoxylon） 等 常綠或落葉樹種。植物種類主要為木荷、羅傘樹（Ardisia quinquegona）和鼠刺（Iteachinensis）等。草本層高度＜0.5 m，覆蓋度5%～10%，主要為扇葉鐵線蕨（Adiantum fl abellulatum）、淡竹葉（Lophatherum gracile）、狗脊（Woodwardia japonica）、 曲 軸 海 金 沙（Lygodium f l exuosum） 和 芒 萁（Dicranopteris pedata）和芒萁（Dicranopteris pedata）。監(jiān)測地具體情況見表1。

表1 黃冕林場生物多樣性監(jiān)測樣地基本信息

2 研究方法

2.1 監(jiān)測范圍、對象及主要內(nèi)容 監(jiān)測的主要對象為生態(tài)公益林內(nèi)的代表性森林群落類型，特別關(guān)注地帶性群落類型的建群種和優(yōu)勢種、有重要經(jīng)濟價值的物種、有重要科研價值的物種、環(huán)境指示種及生態(tài)關(guān)鍵種[3]。監(jiān)測的范圍為林場內(nèi)封山育林保護下的次生天然林，主要對象為項目區(qū)內(nèi)的植物種類、植物群落和生態(tài)功能。監(jiān)測的內(nèi)容包括監(jiān)測森林群落類型的群落結(jié)構(gòu)、物種組成、生境及其動態(tài)變化，影響資源變動的主要因子，社會經(jīng)濟狀況[4]。

2.2 樣地設(shè)置 樣地設(shè)置在黃冕林場沙塘分場和洛清江分場的生態(tài)公益林中，選擇有代表性的林分，每個分場各設(shè)置2塊調(diào)查樣地。樣地大小為30 m×20 m，再把每個樣地劃分成6個10 m×10 m的樣方，作為喬木調(diào)查的基本單位，在每個喬木樣方中設(shè)置1個5 m×5 m灌草樣方作為灌草層植物的調(diào)查樣方。

2.3 群落調(diào)查 記錄各樣地的坡度、坡向、坡位、海拔高度、經(jīng)緯度和巖石裸露度等生境信息。野外調(diào)查以10 m×10 m樣方為基本測樹單元，對樣方內(nèi)所有DBH≥2.5 cm的木本植物進行每木調(diào)查。

2.3.1 喬木調(diào)查 測量樣方內(nèi)所有DBH≥2.5 cm的喬木樹種的胸徑、樹高、冠幅，同時以每個小樣方的兩邊為坐標(biāo)軸（左下角為原點），測定每株樹木的坐標(biāo)（x，y）。

2.3.2 灌草植物調(diào)查 記錄灌木和草本植物的物種名、個體數(shù)、平均高度、蓋度等數(shù)據(jù)。灌木層植物包括DBH＜2.5 cm的所有木本植物。

2.4 數(shù)據(jù)分析方法

2.4.1 重要值（IV）的計算 采用 J T Curtis和 R P Mcintosh提出的概念進行重要值計算。重要值是評價某一種植物在群落中作用的綜合性數(shù)量指標(biāo)。

喬木層計算公式：

灌草層計算公式：

注：相對多度=某物種的個體數(shù)/該層所有物種個體數(shù)的總和×100%

相對顯著度=某樹種的胸高斷面積/所有樹種胸高斷面積的總和×100%

相對蓋度=某物種的蓋度/該層所有物種蓋度的總和×100%

相對頻度=某物種的頻度/該層所有物種頻度的總和×100%

2.4.2 群落物種多樣性指數(shù)

（1）Margalef物種豐富度指數(shù)（Rl）：

式（3）中，S為物種數(shù)；N為所有物種的個體數(shù)之和。

（2）Shannon-Wiener指數(shù)（H′）

式（4）中，Pi＝ni/Ni代表第i個物種的個體數(shù)ni占所有個體總數(shù)Ni的比例。

（3）Simpson指數(shù)（D）：

式（5）中，Pi＝ni/Ni代表第i個物種的個體數(shù)ni占所有個體總數(shù)Ni的比例。

（4）生態(tài)優(yōu)勢度（λ）：

式（6）中，ni為第i個物種的個體數(shù)；N為所有物種的個體數(shù)之和。

（5）Pielou均勻度指數(shù)（J）：

式（7）中，H’為Shannon-Wiener指數(shù)；S為物種數(shù)。

3 監(jiān)測結(jié)果與分析

3.1 主要植物組成

3.1.1 沙塘分場森林群落物種組成 黃冕林場沙塘分場共調(diào)查2個樣地，調(diào)查面積1 200 m2，分別為木荷－羅傘樹－扇葉鐵線蕨群落（HM01）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM02），兩個群落均為次生性的常綠落葉闊葉混交林群落。喬木層優(yōu)勢種為木荷、鴨腳木，其重要值分別為24.38和20.05，優(yōu)勢地位明顯，其次為山烏桕、楓香樹、鼠刺和白楸等常綠或落葉的闊葉樹種（見表2）；灌木層優(yōu)勢種不明顯，重要值最大的為鴨腳木和黑面神，均為8.27，其他種類主要有黑面神、尖葉菝葜、鼠刺和酸藤子（Embelia laeta）等種類（見表3）；草本層優(yōu)勢種為狗脊，其重要值為21.52，次之有曲軸海金沙、扇葉鐵線蕨、淡竹葉等，其重要值分別為19.36、18.42和17.40（見表4）。詳細(xì)統(tǒng)計，沙塘分場調(diào)查的兩個群落共有植物85種，分屬于48科77屬，喬木層植物有34種，灌木層植物47種，草本植物18種[5]。

表2 喬木層植物重要值比較（重要值前1 0位）

表3 兩個群落灌木層植物重要值比較（重要值前1 0位）

3.1.2 洛清江分場森林群落物種組成 洛清江分場共調(diào)查2個樣地，調(diào)查面積1 200 m2，分別為木荷－羅傘樹－扇葉鐵線蕨群落（HM03）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM04），兩個群落均為次生性常綠闊葉林群落。喬木層優(yōu)勢種為栲樹和木荷，其重要值分別為18.97和18.51，其他種類主要有鴨腳木、羅傘樹、多花瓜馥木和黃樟等常綠的闊葉樹種（見表2）；灌木層優(yōu)勢種明顯，羅傘樹重要值達43.09，在林下占據(jù)絕對優(yōu)勢，其他種類主要有九節(jié)、多花瓜馥木、尖葉菝葜等（見表3）；草本層優(yōu)勢種為芒萁、曲軸海金沙，其重要值分別為29.09和24.14，其他種類有淡竹葉、狗脊、高稈珍珠茅等（見表4）。詳細(xì)統(tǒng)計，調(diào)查的兩個群落共有植物52種，分屬于34科50屬，喬木層植物有27種，灌木層植物29種，草本植物8種[6]。

表4 兩個群落草本層植物重要值比較（重要值前1 0位）

3.2 群落特種多樣性比較 物種多樣性是指群落的物種樹、個體數(shù)及種群個體分配均勻度三者的綜合，能有效地表征生物群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。不同類型的群落由于組成種類及其生態(tài)條件的不同，所以物種多樣性有差異。本文所計算的物種多樣性是α多樣性，主要應(yīng)用物種豐富度（S）、物種豐富度指數(shù)（Rl）、Shannon-Wiener指數(shù)（H′）、Simpson指數(shù)（D）、基于Shannon-Wiener指數(shù)的Pielou均勻度指數(shù)（Jsw）以及生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)（λ）。其分析結(jié)果見表5。

表5 監(jiān)測群落多樣性指數(shù)

3.2.1 喬木層物種多樣性 由表5可知，HM03樣地的S、Rl、H′都是最低，說明該群落的物種數(shù)最少，物種豐富度低，Jsw為4個群落最低、而其λ最高，說明群落中物種個體分配不均勻，群落優(yōu)勢種的優(yōu)勢地位突出，這些指數(shù)都反映了HM03樣地的物種多樣性為4個群落中最低。

《中華人民共和國畜牧法》（2015年新修訂）第二十二條規(guī)定，“從事種畜禽生產(chǎn)經(jīng)營或者生產(chǎn)商品代仔畜、雛禽的單位、個人，應(yīng)當(dāng)取得種畜禽生產(chǎn)經(jīng)營許可證”。第二十四條對發(fā)證權(quán)限進行了明確規(guī)定，“申請取得生產(chǎn)家畜卵子、冷凍精液、胚胎等遺傳材料的生產(chǎn)經(jīng)營許可證，應(yīng)當(dāng)向省級人民政府畜牧獸醫(yī)行政主管部門提出申請。受理申請的畜牧獸醫(yī)行政主管部門應(yīng)當(dāng)自收到申請之日起六十個工作日內(nèi)依法決定是否發(fā)給生產(chǎn)經(jīng)營許可證。其他種畜禽的生產(chǎn)經(jīng)營許可證由縣級以上地方人民政府畜牧獸醫(yī)行政主管部門審核發(fā)放，具體審核發(fā)放辦法由省級人民政府規(guī)定”。

3.2.2 灌木層物種多樣性 由表5可知，沙塘分場HM01和HM02群落的S、H′、D、Jsw和Rl等指數(shù)都比洛清江分場的HM03和HM04群落小，而λ比洛清江分場群落大，這些指標(biāo)都反映出HM01和HM02群落的物種多樣性比HM03和HM04群落高。HM01和HM02群落植物種類較多，物種個體數(shù)分布均勻，優(yōu)勢種的優(yōu)勢程度相對較低。

3.2.3 草本層物種多樣性 由表5可知，洛清江分場樣地群落草本植物S、H′、D指數(shù)都比沙塘分場群落低小，說明洛清江分場樣地群落單位面積內(nèi)的物種數(shù)較少，其物種豐富度低，種群個體分配不均，尤其是HM04樣地更為明顯，群落中草本層以芒萁占明顯優(yōu)勢，個體密度較大。

4 結(jié)語

黃冕林場的生態(tài)公益林主要位于山體上部或坡度較陡的地區(qū)，營造人工林難度大，經(jīng)過10～20 a甚至更長時間的封山育林后，植被類型經(jīng)過自然演替發(fā)育為以木荷、鴨腳木、楓香樹、白楸和山烏桕等樹種為優(yōu)勢的常綠落葉闊葉混交林，落葉樹種在群落中占有很大的比例，冬季落葉后樹冠郁閉度明顯減小，群落透光度增加，淡竹葉等林下草本植物冬季地上部分枯死，這些特點反映了這類天然林群落具有明顯的次生性。在部分區(qū)域，由于封山育林前人工種植有木荷、栲樹等常綠樹種，群落可發(fā)育為以木荷、栲樹等中生性樹種為優(yōu)勢的常綠闊葉林群落。

與天然林內(nèi)的多樣性相比，經(jīng)過封山育林后的次生天然林群落的物種多樣性明顯提高，物種數(shù)多、群落結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。但是，經(jīng)過封山育林自然演替的群落次生性較強，物種多樣性與原生性的天然林群落相比仍有一定差距。