采伐强度对长白落叶松人工林植物多样性的影响.pdf

第48 卷第4期2.02.3年7 月D0I:10.19750/ki.1001-9499.2023.04.006林业科技FORESTRYSCIENCE&TECHNOLOGYVol.488No.4Jul.2023采伐强度对长白落叶松人工林植物多样性的影响*王胜君（尚志国有林场管理局元宝林场，黑龙江尚志15 0 0 10）摘要：针对长白落叶松人工纯林植物多样性降低、生态功能衰弱、林地地力减退酸化等问题，本研究采用3 种采伐强度（15%、3 0%、40%）对长白落叶松人工林进行抚育间伐，2 年后，对抚育后林分及对照林分的植物多样性进行调查分析。结果显示：随着采伐强度的增加而增大，草本植物和灌木植物种类增多，密度、盖度和平均高增大，间伐强度40%的林分物种密度、盖度和平均高较高，草本植物和灌木植物的群落多样性好,复杂程度高，林下天然更新树种种类较多，平均高较大，建议在长白落叶松人工林近自然经营过程中，对近熟林采用40%强度的抚育间伐。关键词：长白落叶松；抚育；间伐；植物多样性中图分类号：S757.1The Effect of Thinning Intensity on Plant Diversity of Larix olgensis文献标识码：A文章编号：10 0 1-9 49 9(2 0 2 3)0 4-0 0 2 7-0 4WANG Shengjun(State owned Forest Farm Management Bureau,Heilongjiang Shangzhi 150010)Abstract Aiming at the problem of loss biodiversity,weakened ecological function,and acidification offorest land fertility in the pure artificial forest of Larix olgensis plantation,this study used three cuttingintensities(15%,30%,and 40%)for tending and thinning of the artificial forest.After two years,the plantdiversity of the tending and control stands was investigated and analyzed.The results showed that as thethinning intensity increased,the number of herbaceous and shrub species increased,and the density Thecoverage and average height increase,and the species density,coverage,and average height of forests with athinning intensity of 40%are higher.The community diversity and complexity of herbaceous and shrub plantsare good,and there are many natural regeneration tree species under the forest,with a larger average height.Itis recommended to use a 40%intensity tending thinning for near mature forests in the near naturalmanagement process of Larix olgensis artificial forests.Key words Larix olgensis;nurturing;thinning;plant diversity落叶松人工林是我国东北地区最主要的人工林I1-3,长久以来，我国人工林培育的重点主要在育苗造林方面,抚育管理也主要集中在未成林造林地的抚育管理方面，人工林郁闭成林后的抚育研究与生产经验非常有限,导致现有落叶松人工林基本收稿日期：2 0 2 3-0 2-10*黑龙江省青年基金项目（QC2018024）第1作者：王胜君（19 8 5-），男，助理工程师，主要从事林业管护工作。引文格式：王胜君.采伐强度对长白落叶松人工林植物多样性的影响 J.林业科技，2 0 2 3，48(4)：2 7-3 0.为单层同龄纯林,存在生物多样性严重下降、地力衰退、病虫害猬癫、生产力下降等一系列问题 41。主要原因是人工林造林密度较大，林隙过小，不利于其他树种尤其是喜光树种的介人 5,6 。本研究对长白落叶松近熟林采用15%、3 0%、40%强度进行抚28育间伐，调查分析林下生物多样性及天然更新情况，以期为长白落叶松人工纯林的近自然经营提供理论支撑。1研究区域概况孟家岗林场（13 0 3 2 42 E1305236E，462016N463050N)隶属于黑龙江省佳木斯市。地处完达山西麓余脉，主要地形为低山丘陵，海拔平均为2 5 0 m。气候为东亚大陆性季风气候，年平均气温为2.7，年10 积温为2 5 47，年平均降水量5 5 0 mm，无霜期12 0 天左右。土壤为地带性暗棕壤。2研究方法2.1试验地设置试验地设置在孟家岗林场7 9 林班的2 3 小班，78林班的2 9、3 0 小班和8 2 林班的18 小班（图1),面积19 hm,林龄为3 9 年,其中，1、2、3、4区采伐强度为3 0%，5.6、7 8 区采伐强度为40%，9、10、11、12区采伐强度为15%。78 林班2 9,3 0 小班259101112图1试验地位置及采伐强度设计图2.2植物多样性调查采伐后2 年，在不同经营林分的标准地内，样林业科技地的中心位置和4个角设置5 个2 m2m的样方。调查样方内草本植物的种名、个体数（丛数）、高度、盖度，调查灌木的种类、数量、高度，将乔木幼苗统计为林下更新。2.3分析方法生物多样性的分析采用物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数。物种多样性指数采用Simpson多样性指数和 Shannon-Wiener多样性指数;均匀度指数采用Pielou指数和Alatalo指数 7 。3结果与分析3.1采伐强度对林下物种丰富度的影响抚育间伐后，落叶松人工林林下草本植物共有6 2 种,灌木植物9 种。草本和灌木植物的物种数较对照有不同程度的增加,其中,采伐强度为15%和40%的落叶松人工林草本植物种数较对照林分均增加了15 8.8 2%，灌木种数较对照林分分别增加了2 0 0%和3 0 0%；3 0%采伐强度的落叶松人工林草本植物种数较对照林分增加了12 9.41%，灌木植物种数增加15 0%，该林分草本植物种类较采伐强度15%和40%的林分低11.3 6%，灌木植物较采伐79林班2 3 小班强度15%和40%的林分分别低16.6 7%和12.5%。8437682林班18 小班第48 卷表1不同采伐强度林分林下草本及灌木种数采伐强度草本15%4430%3940%44对照17合计623.2采采伐强度对林下物种密度、盖度、平均高的影响落叶松均匀间伐后，对不同采伐强度林分的物种密度、盖度和平均高进行调查，结果显示：均匀间伐后，草本和灌木植物的密度、盖度和平均高均较对照增大。草本植物的密度、盖度和平均高随着采伐强度的增加而增大,采伐强度40%林分下草本植物的密度、盖度和平均高较对照林分高12 5.3 4%、114.33%和46.3 6%；灌木植物的密度最大的是采伐强度15%的林分，较对照林分高2 9 0%，灌木植物平均高最大的是采伐强度3 0%的林分，较对照林分高 147.5 5%。灌木65829第4期表2 不同采伐强度林分林下草本及灌木的密度、盖度、平均高采伐草本强度密度/(株m)盖度1%平均高/cm窖密度(株m）平均高/cm15%8.7430%12.1740%14.85对照6.593.3采伐强度对林下植物重要值的影响落叶松均匀间伐2 年后，3 个不同采伐强度林分,草本重要值排在前10 位的草本植物中,有5 种草本植物是相同的，分别是益母草、野草莓、小叶芹、蚊子草和唐松草,采伐强度15%的林分，5 种草本重要值合计45.2 5%，采伐强度3 0%的林分，5 种草本重要值合计46.3 2%，采伐强度40%的林分，5种草本重要值合计40.8 6%，未采伐的林分，蚊子草、白屈菜、益母草、问津和唐松草5 种植物的重要值合计达到了7 2.14%。与未采伐的林分相比，均匀间伐后的林分中，白屈菜和问津的重要值降低，益母草的重要值增加。均匀间伐2 年后，灌木植物的重要值较对照林分也有相应的变化,对照林分灌木植物只有卫矛和五味子，卫矛占了近8 0%。均匀间伐后，三种大小林隙间伐的林分，卫矛的重要值都有不同程度的下降，间伐强度越大，卫矛重要值下降的越多,采伐强度40%的林分，卫矛的重要值下降到了46.7 7%，仍是林分中灌木植物最重要的种类。3.4采伐强度对林下植物多样性的影响采伐2 年后，计算不同采伐强度林分草本植物和灌木植物的多样性指数和均匀度指数,结果显示：采伐强度40%的林分，草本植物的Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Alatalo均匀度指数均最高，说明该采伐强度下草本植物的群落多样性较好，物种个体分配比较均匀,对照林分的4个指数都比较低,草本的多样性较差；采伐强度40%的林分，灌木植物的多样性指数较高，但均匀性没有采伐强度为3 0%的林分好，说明该采伐强度的林分灌木植物群落的复杂程度较高，但个别物种的株数较多。3.5采伐强度对林下天然更新的影响落叶松不同强度采伐后2 年，对林下天然更新苗木的种类、株数和平均高进行调查,结果显示：林下天然更新的树种为9 种，分别是红松、白桦、王胜君：采伐强度对长白落叶松人工林植物多样性的影响灌木植物二采伐草本植物灌木强度物种重要值/%物种重要值/%强度物种重要值/%物种重要值/%蚊子草0.259 34130.5929.0960.9928.6261.4936.5627.7024.9829表3 不同采伐强度林分林下草本及灌木的重要值采伐草本植物2.3425.620.9351.441.1627.060.6020.78灌木植物卫矛0.791 668白屈菜0.164 543五味子0.2 0 8 3 3 2益母草0.119.549问津0.104 444唐松草0.073.567瑾菜0.049.757野大豆0.044 419野草莓0.032 645对照小叶芹0.030 831展叶沙参0.019 057穿地龙0.015.902地榆0.015.902车前草0.014009三尖子0.014.009野豌豆0.014.009蝙蝠葛0.014.009玉竹0.014009采伐草本植物强度物种重要值1%物种重要值1%强度物种重要值/%物种重要值/%蚊子草0.254118卫矛0.473558野火球0.127 306胡枝子0.209 135野大豆0.090.987野草莓0.083 181蹄盖蕨0.063 34子0.085337小叶芹0.049 46唐松草0.04202益母草0.034 467电灯花0.031 02730%乌头0.029 716歪头菜0.026 483瑾菜0.024 291野豌豆0.013986北重楼0.010.974升麻0.009 494白屈菜0.008.07蝙蝠葛0.007 577大叶柴胡0.007.504展枝沙参0.007 504苍术0.005 439茶条械、椴树、色木械、山槐、水曲柳、榆树和树。均匀间伐后,林下天然更新树种种类较对照林分增加，平均高增大。三种采伐强度（15%、3 0%和40%)的林分，天然更新树种数较对照林分分别高出13 3.3 3%、100%和13 3.3 3%，天然更新树种的平均高较对照林分高出4.3 8%、10.46%和13.42%，采伐强度3 0%和40%林分，天然更新株数达到了0.6 8、0.47 株/m,采伐强度15%的林分和对照林分，天然更新的株数较益母草0.167 417蚊子草0.099699唐松草0.082 849胡枝子0.049 204瑾菜0.062 064白屈菜0.059 246小叶芹0.058.584接骨木0.023 251野草莓0.043.913电灯花0.041 281歪头菜0.037 05815%蒲公英0.034.329蹄盖蕨0.029 401野苏子0.027 828问津0.027 488玉竹0.027 031野火球0.023 607蝙蝠葛0.020 174水杨梅0.018.658乌头0.012 741野大豆0.010 152穿地龙0.009138灌木植物采伐草本植物益母草0.125 669野草莓0.093 833英0.123 798搜疏0.108 17340%老鹤草0.040 403电灯花0.038.91瑾菜0.035 896白屈菜0.034 414野苏子0.026 331歪头菜0.015 836蝙蝠葛0.014877水杨梅0.013 23蒲公英0.009 485展枝沙参0.009 377繁缕0.008.945卫矛0.706 590.166 3460.028 656榛子0.025.953灌木植物卫矛0.467 742英速0.187 683野火球0.085 415小叶芹0.081 396五味子0.063 049蚊子草0.059.917稠李0.046.921蹄盖蕨0.059 039胡枝子0.0 46 9 2 1野大豆0.058 489接骨木0.0 46 9 2 1乌头0.048 192绣线菊0.0 46.9 2 1唐松草0.047 832漫疏0.093 84230低，只有0.2 1、0.3 株/m。不同采伐强度的林分天然更新的高度主要集中在0 0.5 m和0.5 1m两个高度级，分别占三种采伐强度和对照林分的9 5.2 4%、92.65%、9 1.49%和10 0%，采伐强度越大，林下更新生长的越快，天然更新树种的平均高最大。表4不同采伐强度林分下草本及灌木的多样性及均匀度指数间伐草本植物强度DHJsW15%0.9328 3.105 5 0.820 7 0.651 3 0.468 6 0.976 0 0.544 7 0.533 230%0.890 5 2.743 8 0.748 9 0.559 2 0.697 7 1.390 5 0.863 9 0.765 140%0.938 7 3.195 0 0.8279 0.726 1 0.724 4 1.639 9 0.788 6 0.632 7对照 0.8 6 6 7 2.3 41 5 0.8 2 6 5 0.6 9 2 1 0.3 2 9 9 0.5 11 7 0.7 3 8 3 0.7 3 6 7注：表中D为Simpson多样性指数，H为Shannon-Wiener多样性指数，Jsw为Pielou均匀度指数，AL为Alatalo均匀度指数表5 不同采伐强度林分下天然更新苗木种类、密度、平均高采伐树种草本植物强度数00.5 m0.51 m11.5 m 1.52 m15%70.1630%640%7对照34结论与讨论长白落叶松抚育间伐后，林下草本植物、灌木和林下更新种类及数量都有所增加,草本和灌木植物的密度、盖度和平均高较对照增大，重要值也发林业科技生变化，间伐强度40%的林分物种密度、盖度和平均高较高，草本植物和灌木植物的群落多样性好，复杂程度高,林下天然更新树种种类较多，平均高较大。造成上述结论的原因是抚育间伐后，林地内光照增加，土壤中微生物增多,进而影响了林分内草本植物、灌木植物的生长，适当的经营密度能够为灌木植物丰富植物多样性提供适宜的温度和湿度，并促进林ALD0.0400.600.030.330.100.20.1第48 卷HJswAL平均高2m合计cm0.0100.2136.710.020.030.04000下天然更新的生长 8 。建议长白落叶松近熟林抚育间伐强度40%为宜。参考文献1孙楠，郭树平.带状皆伐后更新密度对植物多样性的影响 J.森林工程,2 0 16,3 2(6):15-19.2刘奇，孙楠，张怡春长白落叶松不同皆伐带宽对生物多样性的影响 J.安徽农业科学,2 0 15,43(2 7):16 4-16 6.3马炜.长白落叶松人工林生态系统碳密度测定与预估 D.北京：北京林业大学，2 0 12.00.6838.8500.4739.8900.335.174张象君，王庆成，郝龙飞，等。长白落叶松人工林林隙间伐对林下更新及植物多样性的影响 J.林业科学，2 0 11,47(8):7-13.5 裴允鹏，曾庆福，王国曾。现有落叶松人工林的评价 J林业科技情报 J,2005,37(3):11-12.6陆元昌.近自然森林经营的理论与实践M北京：科学出版社,2 0 0 6.7 刘奇，孙楠，张怡春。长白落叶松不同皆伐带宽对生物多样性的影响 J.安徽农业科学,2 0 15,43(2 7)：16 4-16 6.