撫育間伐對華北落葉松林分灌木多樣性的影響研究

鄧麗娟 李云飛 穆蕾

摘 要：以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類型為研究對象，分析撫育間伐對華北落葉松林分的灌木多樣性的影響。結果表明：未撫育的不同類型的華北落葉松林分的灌木物種豐富度表現為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。撫育后的不同類型的華北落葉松林分，林下灌木的物種豐富度、蓋度均有所增加；隨著撫育年份的增加，灌木的多樣性指數呈增加趨勢，而灌木分布均勻度指數變化趨勢不明顯。

關鍵詞：撫育間伐；華北落葉松；灌木多樣性；影響

中圖分類號 S753.51 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2019）07-0111-03

華北落葉松是冀北山區的重要用材與生態樹種，在木材供給、涵養水源、調節徑流、改善水文狀況方面發揮著重要作用。森林撫育是培育森林的基礎和關鍵性技術環節，也是森林生態系統經營的重要組成部分[1]。對森林進行科學撫育，能夠優化森林結構，提高森林質量，提高林分的生物多樣性，從而更好地發揮森林的涵養水源、防風固沙、保持水土等生態功能。筆者以木蘭林管局華北落葉松人工純林、落樺混交林和落油混交林3種典型林分類型為研究對象，分析撫育間伐對華北落葉松林分的灌木多樣性的影響，對科學評價華北落葉松林的森林撫育成效、促進冀北山地森林的可持續經營具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況 河北省木蘭圍場國有林場管理局（木蘭林管局）位于河北省圍場滿族蒙古族自治縣境內，地理坐標為41°35′～42°40′N、116°32′～117°14′E，距承德140km、北京340km。全年無霜期67～128d，年平均氣溫

-1.4～4.7℃，年降水量380～560mm，主要集中在7、8、9月，年蒸發量1462～1556mm，平均相對濕度63%。

該地區屬于溫帶草原地帶高原東部森林草原區與暖溫帶落葉闊葉林地帶燕山山地落葉闊葉林溫性針葉林區的交接帶，植被主要由灌叢、落葉闊葉林、針葉林和亞高山草甸組成，針葉林主要為華北落葉松林、油松林、樟子松林、云杉林。華北落葉松林以人工純林為主，落葉松混交林中混生的樹種主要有白樺、山楊、蒙古櫟、椴樹、云杉、棘皮樺等。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設置與調查 2013年8月在木蘭林管局孟灤林場選取立地條件較為一致的華北落葉松林分設置固定樣地，樣地類型分華北落葉松純林、落樺混交林、落油混交林，優勢樹種均為華北落葉松。每種林分各設1組（撫育與對照）樣地，共6塊，面積為50m×50m（詳見表1）。

撫育樣地間伐強度20%～25%（見表2），在每塊樣地的四角及中心位置分別設5個5m×5m的灌木樣方和1m×1m的草本樣方，調查樣方內灌草層物種的種類、數量、高度和蓋度。2013年對撫育樣地（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和對照樣地（CK-Ⅰ、CK-Ⅱ、CK-Ⅲ）進行調查，2014和2016年重復測量。

1.2.2 指標測定 森林生物多樣性在某種程度上是衡量森林質量的重要指標，可直接反映林分的結構特征和生態功能的差異。本研究采用常用的物種多樣性指數，包括物種豐富度指數（S）[2]、Simpson多樣性指數（D）[3]、Shannon-Wiener多樣性指數（H′）[4]和Pielou均勻度指數（E）[4]，各指標計算公式如下：

豐富度指數：以樣方中物種的數目表示物種豐富度。

2 結果與分析

2.1 間伐前林分灌木層物種多種性 對各樣地林內灌木多樣性指數進行統計分析可知（表3），各樣地灌木豐富度變化范圍為2.3～4.0，落樺混交林豐富度最高。總體上看，不同林分類型豐富度表現為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林，多樣性指數和均勻度指數大體也呈一致的規律。

2.2 間伐后林分灌木層物種多種性 對撫育后1年（2014年）和撫育后3年（2016年）的林內灌木多樣性指數進行統計分析可看出（表4），2014年撫育樣地灌木層豐富度顯著高于對照樣地（p<0.05），2016年撫育樣地略高于對照樣地，但差異不顯著。與2014年相比，2016年各樣地灌木蓋度均有所增加，增加值范圍在13%～28%。這可能與間伐作業對林下灌木的破壞有關，短期內既有喜光物種的增加，也存在對原有灌木的負向作用。

隨著撫育年份的增長，與2014年相比，2016年林地灌木的多樣性指數（Simpson指數和Shannon-Wiener指數）基本呈現增加的趨勢，其中，撫育樣地的Shannon-Wiener指數增長范圍為23%～43%，在各林分類型中的變化更為顯著。而反映灌木分布均勻度的Pielou指數在各個樣地中的變化趨勢并不明顯，可能與伐后時間較短，灌木生長尚未得到有效恢復有關（表4）。

3 結論與討論

森林撫育改變了華北落葉松的林分結構，在短期內增加了林分光照；作業過程中破壞了原有的地表結構和林下植被，從而影響了林下植物的多樣性。本研究結果表明：未撫育的不同類型的華北落葉松林分的灌木物種豐富度表現為落樺混交林>落葉松純林>落油混交林。撫育后的不同類型的華北落葉松林分，林下灌木的物種豐富度、蓋度均有所增加；隨著撫育年份的增加，灌木的多樣性指數呈增加趨勢，而灌木分布均勻度指數變化趨勢不明顯。

參考文獻

[1]楊新兵，張偉，張建華，等.生態撫育對華北落葉松幼齡林枯落物和土壤水文效應的影響[J].水土保持學報，2010（01）：119-122.

[2]劉紅梅.秦淮河流域主要林分類型結構特征研究[D].江蘇：南京林業大學，2010：45-46.

[3]任立忠，羅菊春，李新彬.撫育采伐對山楊次生林植物多樣性影響的研究[J].北京林業大學學報，2000，22（4）：14-17.

[4]Pielou E C.The measurement of diversity in different types of biological collections[J].Journal of Theoretical Biology，1966，238（13）：131-135. （責編：徐世紅）