馬尾松人工林近自然化改造對物種多樣性及生物量的影響.pdf

1、馬尾松(Pinus massoniana)是我國南方重要的用材樹種和荒山綠化造林的先鋒樹種,對生態(tài)治理、生態(tài)服務功能有著重大的意義。但是,由于馬尾松人工林面積大,以同齡純林為主,生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱,生態(tài)服務功能較差,不能適應森林多目標經營的需要,探索和研究其近自然化改造途徑成為林業(yè)發(fā)展的新任務。本研究以中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心1993年營造的馬尾松人工林為對象,于2005年實施4種不同強度(20％、30%、40%、50%)間伐后

2、,設立600m2固定樣地12塊,在林下套種米老排(Mytilaria laosensis)、紅椎(Castanopsis hystrix)和潤楠(Machilus pingii)3種優(yōu)良鄉(xiāng)土闊葉樹種,套種密度均為120株/hm2,同時設立固定對照樣地3塊(無間伐處理)。2013年對各固定樣地進行群落生態(tài)學調查和生物量測定,研究不同間伐處理和套種鄉(xiāng)土闊葉樹種對馬尾松人工林物種多樣性和生物量的影響,主要結果如下:
　　(1)不同間伐強

3、度處理對群落不同層次的物種多樣性影響不同。不同間伐強度處理喬木層的物種豐富度和多樣性指數存在顯著差異。間伐處理顯著提高了喬木層的物種豐富度、Margalef Index(D’)、Sinpson Index(D)、Shannon-Wiener Index(H’)和Peiluo Index(Jsw)指數,顯著降低生態(tài)優(yōu)勢度(λ)。間伐處理對馬尾松林下灌木層和草本層的物種豐富度和多樣性指數影響不顯著。本實驗采取的較高強度的間伐處理顯著的提高了

4、喬木層的物種多樣性,對林下灌木層的物種多樣性有一定的促進作用,但又未明顯改變草本層的物種多樣性。
　　(2)不同間伐強度處理對套種樹種的樹高和胸徑生長的影響各異。樹高生長量大小排序為米老排(9.23±0.26m)>紅椎(5.13±0.26m)>潤楠(4.89±0.26m);胸徑相應為米老排(8.16±0.33cm)>潤楠(3.85±0.33cm)>紅椎(3.73±0.33cm)。套種樹種間,隨著間伐強度的增加,米老排平均樹高和胸徑

5、與紅椎、潤楠的均存在顯著差異,而紅椎與潤楠相比差異不顯著。米老排幼樹樹高和胸徑生長的最大值均出現(xiàn)在50%間伐強度林分,而紅椎和潤楠幼樹樹高和胸徑生長的最大值則出現(xiàn)在40%間伐強度林分。因此,米老排適于套種在較高間伐強度處理的林分,而紅椎和潤楠則更適于中等稍微偏高的間伐強度。
　　(3)不同間伐強度處理對自然更新喬木的樹高生長有顯著影響(P<0.05),而對胸徑生長無顯著影響(P>0.05)。與對照林分相比較,20%間伐、30%間伐

6、、40%間伐和50%間伐強度處理林分的自然更新喬木的樹高分別比對照提高53.11%、41.05%、39.20%和47.96%。低密度的間伐處理后,經過8年的恢復,林冠重新郁閉,對自然更新喬木產生了不利的競爭效應。因此,為了促進自然更新喬木的生長,加速異齡針闊混交林的形成,應該對間伐林分實施新一輪的間伐。
　　(4)間伐對馬尾松個體生物量和群體生物量的影響各異。本實驗中,不同間伐強度處理林分馬尾松平均木生物量依次為:50%間伐(48

7、6.77kg/株)>40%間伐(413.01kg/株)>30%間伐(302.36kg/株)>對照(205.11kg/株)>20%間伐(198.82kg/株)。林分平均單株生物量隨著間伐強度的增加而增加,間伐顯著提高了馬尾松平均單株生物量（P<0.01)。與此相反,馬尾松群體生物量的大小順序為對照處理(267.21t/hm2)>30%間伐(191.67t/hm2)>20%間伐(178.01t/hm2)>40%間伐(159.49t/hm2)

8、>50%間伐(125.66t/hm2)。馬尾松總生物量隨著間伐強度的增加而減少,間伐顯著的降低了林分馬尾松生物量(P<0.05)。
　　(5)本實驗中,馬尾松人工林近自然化改造8年后,各間伐強度處理林分自然更新(含套種)至喬木層的物種數和個體數明顯提高,在600m2樣方中,自然更新至喬木層的平均物種數由對照林分的(4.00±0.58)種增加到間伐林分的(12.67±1.77～21.00±1.73)種,個體數相應的由對照林分的(5.

9、00±1.16)株增加到間伐林分的(69.33±11.35~102.67±9.56)株。群落中馬尾松的重要值隨著間伐強度的增大而減小,由對照林分的242.86下降為50%間伐林分的97.94,其它樹種的重要值由對照林分的57.14增加至50%間伐林分的202.06。間伐處理后8年,喬木層中出現(xiàn)了大葉白紙扇(Mussaenda esquirolii)、白紙扇(Mussaenda philippica)、烏欖(Canarium pimela

10、)、橄欖(Canarium album)、南酸棗(Choerospondias axillaris)、楓香(Liquidambar formosana)、秋楓(Bischofia javanica)、青岡櫟(Cyclobalanopsis glauca)等當地天然林中的優(yōu)勢種和共優(yōu)勢種。值得指出的是,本實驗引入的3個鄉(xiāng)土闊葉樹種米老排、紅椎、潤楠都已進入喬木亞層,米老排甚至已成為喬木層的次優(yōu)勢種。調查發(fā)現(xiàn),米老排和紅椎已在林下出現(xiàn)自然更