贵州省黔西县马尾松人工林采伐抚育下多样性变化分析

摘要：以贵州省黔西县石园马尾松人工林为研究对象，针对中龄针叶林、针叶近熟林、幼龄混交林、中龄混交林、幼龄阔叶林5个森林经营类型，采取了抚育采伐强度为9.4%的下层低强度采伐，通过63个100m2样圆调查，揭示了试验研究区马尾松人工林采伐后多样性指数和均匀度指标有所上升，森林由组成简单的人工林开始向复杂天然林发展；林分抚育采伐前和采伐后整体的分布格局均为较强聚集分布，体现了这种低强度的下层抚育调整，能保持林分的稳定性。

关键词：物种多样性 采伐抚育 人工林 马尾松 贵州黔西

人工林“近自然林”经营已成为欧盟各国林业发展的方向，中国有大量的人工林，近几十年来，中国学者引入了“近自然林业”的思想，开展人工林的近自然林业的理论与实践[1，2]。贵州省引入“德援项目”，在贵州省黔西县马尾松人工林中进行近自然林业的经营实践。

近自然林业经营的核心的林分结是由结构简单的人工林向结构复杂的天然林调整，通过结构复杂化，接近于天然林分[1，2，3]。因此，研究现有林分的组成、结构，以及调整前后的变化，分析其取得的效果，判断人工林向天然林变化的成效是十分重要的[2][3]。因此，我们以贵州省黔西县石园马尾松人工林试验区为例，研究马尾松人工林在低强度抚育采伐下，林分物种组成多样性、主林层优势种空间分布格局的变化，以期揭示抚育采伐条件下马尾松人工林在组成及稳定性上的变化，为马尾松人工林的近天然林结构改造提供理论与实践的依据。

1 研究区及样地基本情况

贵州省黔西县石园人工林区试验区距县城8公里，地处东经103°2′46″-106°3′20″、北纬27°3′35″-27°4′25″之间，隶属于黔西县城关镇石园村五组，年均温13.8℃。年均降雨量1005.8mm。土壤为石灰岩发育的石灰土。森林立地条件中等。试验区面积41公顷，定位于商品林。该区森林上世纪60年代受到极大的破坏后人工种植的马尾松林，目前主要是人工次生林。中龄林和近熟林是七十年代营造的人工林，幼龄林是近10年内营造的人工林。

2 研究方法

2.1 调查方法 在研究区内设置100m2样圆用于调查群落的组成、结构，共计调查63个样圆。在样圆内调查乔（灌）木层调查植物种类、株数、胸径。样地所在群落涵盖中龄针叶林（C_针2）、针叶近熟林（C_针3）、幼龄混交林（C_混1）、中龄混交林（C_混2）、幼龄阔叶林（C_阔1）等5个森林经营类型，其中，中龄针叶林（C_针2）面积最大。

2.2 分布格局 采用方差均值比率法[4]，其计算式为：

C=，其中=，

式中：S2为样本方差；为样本均值；n为样方总数；X 为第i个小样方内的个体数。C=1为随机分布，C>1 趋于聚集分布，C<1则趋于均匀分布。C值接近于1的时候，为了检验扩散系数值偏离1的显著度，采用t检验来进行扩散系数测定。t检验式为：

t=C-1/

计算结果t值与t0.05（n-1）值对比，检验扩散系数偏离1的显著性。当t≤tn-1时，差异不显著，为随机分布；当t>tn-1时，差异显著，为均匀分布或聚集分布。

2.3 物种多样性 多样性指标采用了Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数[1]。

Simpson多样性指数[4]

D=1-Pi

Pielou均匀度指数[2]

E=，其中H=-PiInPi

式中：D为多样性指数，Pi为第i个树种株数在林分树木总株数中所占百分比；s为林分中树种的数目。

数据整理使用Microsoft Excel 2007软件，t检验值使用R软件计算，作图采用SigmaPlot 10.0软件。

3 采伐抚育要求

以生长通直圆满的马尾松、杨树、桦木等树种的优良个体为目标树，抚育砍除平均胸径5cm、树高2m以下的干扰树和较密的低质林木，保留优质林木，对胸径大于34cm以上的林木进行收获采伐。

采伐强度=采伐的株数/总株数×100%。

4 结果与分析

4.1 各森林经营类型的抚育采伐 试验区马尾松人工林林分采伐抚育强度9.4%，其中，中龄针叶林（C_针II）10.1%、针叶近熟林（C_针3）9.3%，幼龄阔叶林（C_阔1）8.8%，幼龄混交林（C_混1）无采伐。采伐树种为柏木、马尾松、桦木、青冈栎、杨树，其采伐强度分别为33.3%、10.6%、10.3%、9.1%、3.9%。（见表1）

4.2 各森林经营类型物种多样性变化 试验研究区采伐前后各森林经营类型物种多样性变化情况见表2。Simpson多样性指数（D）和Pielou均匀度指数（E）从试验区整体上看采伐后多样性指数和均匀度指标有所上升，但在各经营类型中表现不同，在试验区中面积最大的中龄针叶林（C_针2）以及针叶近熟林（C_针3）多样性指数和均匀度指标呈上升趋势，面积较小的中龄混交林（C_混2）、幼龄阔叶林（C_阔1）多样性指数和均匀度指标略有下降。反映出试验区林分通过采伐抚育后，森林由组成简单的人工林开始向复杂天然林发展。

4.3 各经营类型主林层优势种分析格局 研究区域内，整体上林木采伐前和采伐后的分布格局均为较强聚集分布；中龄针叶林（C_针2）以及针叶近熟林（C_针3）采伐前与采伐后均为聚集分布；幼龄混交林（C_混1）采伐前与采伐后为均匀分布；中龄混交林（C_混2）、幼龄阔叶林（C_阔1）采伐前与采伐后均为随机分布。（见表3）

5 结论与讨论

近天然林经营的重要内容是人工纯林在组成上向多树种混交方向、林分年龄结构向异林化方向、林分稳定性增强方向发展。因此，通过采伐抚育调整林分组成是十分重要的内容[5]。贵州省黔西县马尾松人工林分以中龄针叶林（C_针2）为主，通过采用采伐强度的9.4%下层低强度抚育间伐，伐出柏木、马尾松、桦木、青冈栎、杨树的干扰树和较密、低质林木，林分的多样性和均匀性得到提高，森林由组成简单的人工林开始向复杂天然林发展。试验区面积最大的中龄针叶林（C_针2）以及针叶近熟林（C_针3）采伐前与采伐后均为聚集分布，没有改变其分布格局，体现了这种低强度的下层抚育调整，能保持林分的稳定性。

参考文献：

[1]惠刚盈，赵中华，胡艳波著.结构化森林经营技术指南[M].北京：中国林业出版社，2010.

[2]惠刚盈，Klaus von Gadow，胡艳波，徐海著.结构化森林经营[M].北京：中国林业出版社，2007.

[3]罗兴云，张翠英.试论近自然林业与次生天然林经营[J].林业勘察设计，1999（2）：12-14.

[4]张金屯著.数量生态学[M].北京：科学出版社，2004.

作者简介：

王厚祥（1962-），贵州黔西人，林业工程师，研究方向为森林可持续经营。