管 健

(遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽(yáng)110101)

1 研究的目的和意義

落葉松是東北地區(qū)常見(jiàn)的造林樹(shù)種，不僅為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量的木材，更在改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候等方面都發(fā)揮著重要的作用。森林生物多樣性是衡量森林質(zhì)量的指標(biāo)之一，物種的多樣性是維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在林分生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，撫育間伐作為一種必不可少的森林經(jīng)營(yíng)措施，在調(diào)整林分樹(shù)種組成、促進(jìn)目的樹(shù)種良好生長(zhǎng)方面，在清除劣質(zhì)林木、提高林分質(zhì)量方面，在調(diào)整林分密度、縮短工藝成熟期方面，在林木早期利用、提高木材利用率方面，在增強(qiáng)林分抗性、充分發(fā)揮森林有益性能方面均能發(fā)揮積極作用。但不同的采伐強(qiáng)度對(duì)林分改造的效果是不一樣的，為探明哪一種采伐強(qiáng)度能夠提高林下物種多樣性，特開(kāi)展此項(xiàng)研究并進(jìn)行分析，通過(guò)研究不同間伐措施在森林群落多樣性方面的影響對(duì)森林經(jīng)營(yíng)工作有一定的指導(dǎo)意義。

2 研究的區(qū)域和方法

研究的區(qū)域選設(shè)在遼寧省的東部山區(qū)，該地區(qū)地理坐標(biāo)為E 124°59′～125°18′，N 41°51′～42°00′。地處長(zhǎng)白山脈龍崗支脈，一般山峰海拔600～900m，相對(duì)高度200～500m，一般坡度在10°～25°。年降水量714.2～1025.3mm，雨量多集中在每年的7、8月份。氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季炎熱而多雨，年平均氣溫4.2℃，年最低氣溫在1月，年最高氣溫在7月。極端最高氣溫為35.8℃，極端最低氣溫為-41.5℃。研究的具體指標(biāo)如下。

生物多樣性指標(biāo)：

相對(duì)重要值：Pi 豐富度指數(shù):RO=S

多樣性指數(shù)采用Simpson指數(shù)(SP)和Shannon-wiener(SW)指數(shù)計(jì)算:

SP=1-∑(Pi)2；SW=-∑PilnPi

均勻度指數(shù)采用Pielou指數(shù):

Jsw=(-∑PilnPi)/lnS;

Jsi=(1-∑(Pi)2)/(1-1/S)

S為樣方中物種數(shù),Pi為Ni/N，Ni為第i種的個(gè)體數(shù)，i=1，2…，S，N為所有種個(gè)體總數(shù)。注：SW指數(shù)即Shannon-Wiener指數(shù)

表1 間伐試驗(yàn)樣地基本情況

3 結(jié)果分析

分析圖1可知，受到不同強(qiáng)度間伐后林下灌木層的多樣性由高到低依次是對(duì)照區(qū)、弱度區(qū)、中度區(qū)和強(qiáng)度區(qū)。草本層的多樣性則相反，其中Shannon-Wiener多樣性指數(shù)對(duì)間伐強(qiáng)度更敏感，故更具研究?jī)r(jià)值。圖2均勻度指數(shù)呈現(xiàn)出與多樣性相同的變化趨勢(shì)，即隨林分間伐強(qiáng)度的增加，灌木植被下降，草本植被增加。原因是因?yàn)殚g伐后林分郁閉度減小，林內(nèi)透光度好，增加了生境在空間、時(shí)間的異質(zhì)性，植物生境異質(zhì)性的增加必然會(huì)增多植物種類。林分均勻度指數(shù)反應(yīng)林分植物分布狀況，和植物種數(shù)量成正比。由于樣地位于半陰坡，水分不是限制植物生長(zhǎng)的條件。草本更容易適應(yīng)變化的環(huán)境，數(shù)量增加，故均勻度指數(shù)增加。灌木在伐后1年數(shù)量減少，盡管次年灌木萌株較多，但難以恢復(fù)到伐前水平，故多樣性和均勻度都會(huì)降低。故間伐可以維持植物多樣性，且以強(qiáng)度撫育效果最好。

圖1 不同間伐類型落葉松林下植物多樣性指數(shù)

圖2 不同間伐類型落葉松林下植物均勻度指數(shù)

3.1 撫育間伐對(duì)林下物種多樣性的影響

表2 不同間伐強(qiáng)度落葉松林下植物多樣性指數(shù)

分別對(duì)樣地的林下植物在灌木層和草本層方面進(jìn)行測(cè)度，多樣性指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明，間伐1年后，不同立地條件落葉松林Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)隨間伐強(qiáng)度的增加而升高，其中陽(yáng)坡薄土、陰坡厚土、陽(yáng)坡厚土落葉松林灌木Simpson指數(shù)分別高于對(duì)照林分42.5%～73.5%、14.7%～30.6%、5.8%～11.6%，草本Simpson指數(shù)分別高出對(duì)照林分100%、7.8%～22.6%、38.5%～58.6%；灌木Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分39.1%～48.4%、10.3%～28.9%、2.8%～8.6%，草本Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分100%、34.8%～53.4%、34.6%～82.9%。均勻度指數(shù)無(wú)明顯規(guī)律，這是由于間伐后，落葉松林下受光不夠均勻。

間伐5年后，各林分多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)基本表現(xiàn)出與間伐強(qiáng)度正相關(guān)的規(guī)律，Shannon-Wiener指數(shù)規(guī)律最為明顯，陰坡厚土、陽(yáng)坡厚土、陽(yáng)坡薄土落葉松林灌木Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分47.5%～74.5%，25.2%～32.5%、23.5%～25.4%，草本Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分31.9%～107.6%、52.7%～75.4%、25.3%～61.2%，灌木及草本Shannon-Wiener指數(shù)高于對(duì)照林分的比例高于間伐1年，且各項(xiàng)指數(shù)均高于間伐1年，這與間伐5年后林下植被種類增加有關(guān)。

3.2 撫育間伐對(duì)林分枯落物蓄積量的影響

表3 間伐對(duì)落葉松林下生物量的影響 kg·hm-2

撫育后林下植物生物量變化明顯。林分總生物量由高到低依次為弱度間伐、未間伐、中度間伐、強(qiáng)度間伐。呈現(xiàn)出灌木層的生物量與間伐強(qiáng)度成反比。經(jīng)過(guò)弱度、中度、強(qiáng)度間伐措施后比未伐林分減少。原因是間伐時(shí)間短，伐后灌木數(shù)量減少、均勻度減少，故灌木的生物量會(huì)有下降。但是輕度的采伐改善了林分的環(huán)境，樹(shù)冠開(kāi)闊，林內(nèi)光照得到改善的同時(shí)極大的促進(jìn)了林下植物的生長(zhǎng)，改善林分立地質(zhì)量，增強(qiáng)林分保持水土的能力。

4 分析結(jié)論

各林分多樣性指數(shù)及均勻度指數(shù)基本表現(xiàn)出與間伐強(qiáng)度正相關(guān)的規(guī)律，Shannon-Wiener指數(shù)規(guī)律最為明顯，陽(yáng)坡厚土、陰坡厚土、陽(yáng)坡薄土落葉松林灌木Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分47.7%～74.8%，25.2%～32.5%、23.4%～25.7%，草本Shannon-Wiener指數(shù)分別高于對(duì)照林分31.9%～109.7%、52.7%～77.3%、25.3%～60.2%。間伐時(shí)間短，伐后灌木數(shù)量減少、均勻度減少，故灌木的生物量會(huì)有下降。但是輕度的采伐改善了林分的環(huán)境，樹(shù)冠開(kāi)闊，林內(nèi)光照得到改善的同時(shí)極大的促進(jìn)了林下植物的生長(zhǎng)，改善林分立地質(zhì)量，增強(qiáng)林分保持水土的能力。撫育間伐可以增加落葉松林分枯落物蓄積量，提高枯落物持水量，適宜間伐強(qiáng)度依立地類型而定，間伐1年內(nèi)對(duì)林地枯落物的作用不明顯，原因是撫育間隔時(shí)間較短，林下生物多樣性較少，而間伐5年后，隨著林分生物多樣性增加，生物量增大，從而增加了枯落物的蓄積量及持水量。撫育間伐有利于增加林分年枯落物蓄積量，適宜間伐強(qiáng)度根據(jù)不同立地類型而定。從枯落物蓄積量角度看，改善效果最好的為陽(yáng)坡薄土落葉松林。