不同程度马尾松毛虫危害对松林植被群落的影响

张刘源 (湖南省森林消防航空护林站， 湖南 长沙 410004)

不同程度马尾松毛虫危害对松林植被群落的影响

张刘源
(湖南省森林消防航空护林站， 湖南 长沙 410004)

采用样点调查法对不同程度马尾松毛虫危害松林的植被群落进行了调查。结果表明：不同程度马尾松毛虫危害对松林林分密度的影响不显著，但对松树生长量有着不同程度的影响，中、重度危害可降低松树的高度和胸径(重度危害三年后高度、胸径分别下降0.34 m和1.8 cm)，轻度危害则可促进松林的生长；马尾松毛虫危害可适度改变松林的郁闭度和地表植被的盖度(中、重度危害后三年盖度分别上升15%和20%)，对林下植被的恢复与生长有一定的促进作用；松林植被物种多样性分析表明，中、重度马尾松毛虫危害可有效增加林地植被物种的多样性，轻度危害则对林地植被物种多样性影响不大。

马尾松毛虫； 危害； 松林； 植被群落

马尾松毛虫(DendrolimuspunctatusWalker)是松林生态系统中的常见害虫，是一种具有极强破坏力和传播力的害虫，在湖南省一般年生1～2代[1-2]。它不仅严重威胁着松林的安全，同时也严重影响着松林周边居民的正常生活[3]。我国众多学者从各个角度对马尾松毛虫危害发生的原因进行了研究，也提出了不少解决虫害的方案[4-8]。但到底马尾松毛虫危害会对松林生长量造成多大影响？危害后植被群落的变化特征如何？相关报道较为少见。

2013年，笔者对不同程度马尾松毛虫危害后林地的松树生长量及植被群落进行了调查，并采用多样性计算公式对松林植被物种多样性进行了分析，旨在明确不同程度马尾松毛虫危害与松树的生长关系及其对松林植被群落的影响，为制定马尾松毛虫防治指标提供科学依据，进一步为维护松林生态系统安全，建立松林绿色防控技术标准提供基础数据。

1 试验区概况

试验选择在湖南省新邵县，地理位置为111°08′—111°05′E、27°15′—27°38′N，地处湖南省中部，介于邵阳盆地和新涟盆地之间，属中亚热带大陆性季风湿润气候，四季分明，年平均气温17.0 ℃。该地马尾松栽培历史悠久，松林面积4.18万hm2，占林业用地面积的41.52%。调查林地主要位于新邵县酿溪镇的留田村和柏水村，该地松林多以21～30年生马尾松林近熟林(人工林)为主，2010年、2013年4月均受到越冬代马尾松毛虫不同程度的危害，并于5月初进行了人工防治。

2 研究方法

2.1调查方法

于2013年4月10—15日采用随机抽样法对试验地危害林地马尾松毛虫虫口密度进行了调查，并根据《林业有害生物发生及成灾标准》(LYT 1681-2006)及相关文献[9]对马尾松毛虫危害程度进行划分，选择了具有相同立地条件下不同程度危害的林地12块(轻度、中度、重度及轻度以下危害林地各3块，轻度以下林地作为对照)。2010年不同程度危害林地以当地林业局记录的数据和咨询林业站相关负责人获得，也分别选择了2010年后没有再发生松毛虫危害的林地12块(选择和设置方法同上)。于2013年10月，分别在已选择的林地中，设置1个大小为20 m×30 m的样方，对每个样方中的松树进行检尺，测定胸径和树高，统计株数，计算平均高度、胸径、密度及郁闭度；并在每个样方中心及四角各设置1个3 m×3 m 的植被调查样方，分别记录样方内植物的种类、数量、高度、盖度等。

2.2数据分析

采用物种丰富度指数(R)、多样性指数(H′)、优势度指数(D)来描述松林植被的多样性特征，计算公式如下。

丰富度指数R：

R=S；

Shannon-Wiener多样性指数：

H′=-∑PilnPi；

Simpson优势度指数为：

J′=∑Pi2。

以上各式中:

原始数据采用Excel(2007版)软件进行处理。

3 结果与分析

3.1不同程度马尾松毛虫危害对松林林分的影响

对不同程度马尾松毛虫危害后松林林分的生长量与密度进行调查(见表1)，结果表明：重度危害当年即可影响松树的生长量，这种影响主要体现在松树高度上，比对照林地松树的平均高度低0.11 m，胸径差异性不明显；2010年重度危害后第三年，树高、胸径均受到影响，比对照林地分别低0.34 m和1.8 cm。中度危害与重度危害的影响趋势基本一致，但相对重度危害所造成的影响略小，即使在危害三年后，树高与胸径也仅下降了0.18 m和0.43 cm。轻度危害对当年松树的生长量略有负面影响，但危害后的第三年，林分平均高度和胸径均高于对照林地。说明不同程度马尾松毛虫危害对松林林分生长量有着不同程度的正负面影响。不同程度马尾松毛虫危害对林地密度影响不大，其密度差异主要是林地间伐造成。

表1 不同危害程度松林的高度、胸径和密度Tab 1 Height，DBHanddensityofpineforestdamagedatdifferentdegree危害程度发生年份树龄(a)高度(m)胸径(cm)密度(株/hm2)20102516 5824 64985重度20132516 8126 391005CK2516 9226 4499520102316 5322 091200中度20132316 6823 561125CK2316 7123 52117520102116 1021 541400轻度20132115 1420 421430CK2115 2820 441425

3.2不同程度马尾松毛虫危害对松林郁闭度和植被盖度的影响

由表2可知中、重度危害当年明显降低了松林的郁闭度，但三年后基本恢复到正常水平；轻度危害则对松林郁闭度无影响。重度危害的林地，初期(危害当年)灌木层和草本层均生长迅速，总盖度较对照区高了10%，三年后灌木和草本植被各层次的盖度均大于对照区，且较对照和其它受到危害的林地多了一个2 m以上高度的灌木层层次，总盖度比对照区高了20%。危害中度的林地，类似于重度危害的林地，但其总盖度提高幅度较小，较对照区总盖度提高15%，灌木层1～2 m木本层盖度15%，无2 m以上灌木。轻度危害林地，危害当年适度增加了林地盖度，三年后恢复到原来水平。说明马尾松毛虫危害对林下植被的恢复与生长有一定的促进作用。

表2 不同程度危害松林的郁闭度及林下植被盖度Tab 2 Crowndensityandsurfacevegetationcoverageofpineforestdamagedatdifferentdegree危害程度发生年份郁闭度(%)盖度(%)灌木层草本层总盖度>2m1～2m<1m1～2m<1m20100．6551515454575重度20130．6001010303065CK0．65010525255520100．7001510353065中度20130．6501010253060CK0．70051020205020100．750105252050轻度20130．750105203055CK0．750105202050

3.3不同程度马尾松毛虫危害对松林植被物种多样性的影响

对不同程度马尾松毛虫危害后松林植被物种多样性进行调查，结果如图1所示。由图1可知：与对照林地相比，危害当年无论轻、中、重度危害，其林地植被物种丰富度、多样性指数均有所增加，优势度指数均有所减少，但变化幅度较小。危害后第三年，重度危害林地各项指数变化幅度较大，其中物种丰富度增加了9、多样性指数增加了1.31 ，优势度指数下降了0.1，林间偏阳性植被，如香花崖豆藤Millettiadielsiana、马鞭草Verbenaofficinalis、黄檀Dalbergiahupeana等相对其它林地较常见，而耐阴性植物，如葫芦Lagenariasiceraria、黄精Polygonatumsibiricum、高粱姜Alpiniaofficinarum及所有的厥类植物生长依然较为茂盛；中度危害林地各项指数变化幅度较重度危害林地小，与对照林地相比，物种丰富度、多样性指数分别增加了4和0.79，优势度指数下降了0.09；轻度危害林地各项指标则基本恢复到危害前的水平。可见，中、重度马尾松毛虫危害后不同程度的增加了松林的植被物种多样性，而轻度危害对松林的植被物种多样性影响不大。

图1 不同程度危害松林植被物种多样性的变化特征Fig. Variation of vegetation biodiversity in pine forest damaged at different degree

4 结论与讨论

李天生等通过人工摘叶方法模拟松毛虫不同的危害程度，观察摘叶后第一年与摘叶后第二年马尾松材积生长率的影响，结果表明，摘叶后第一年对材积生长有影响，对摘叶后第二年材积生长的影响不显著，松毛虫危害造成的影响小于树木自身生长规律所起的作用[12]；李伯瑾等通过人工模拟危害程度和自然状况下马尾松毛虫危害等试验表明，5～20年生马尾松针叶损失50%时，对松树的树高、胸径、材积有显著的影响[13]。而本文通过研究被马尾松毛虫不同程度危害后马尾松的生长量的研究表明，危害后三年，中、重度危害后松树的高度和胸径增长量降低，而轻度危害松树的高度和胸径增长量则有所增加，说明轻度危害反而促进松林的生长，结果与上述研究稍有不同，其主要原因是上述研究仅考虑了短期效应且试验方法多以模拟为主有关，对自然状况下松毛虫危害与死亡所带来的能量积累与释放考虑得不够全面。但本研究仅考虑了越冬代松毛虫对松林的危害，至于第一代或者连续两代或者三代的危害将如何影响松林的林分，有待进一步研究。

松毛虫不同程度的危害对松林林下植被的恢复与生长，尤其对灌木和草本植被的作用较为明显。这一点也在后续的有关植被群落物种多样性研究中得到证实，中、重度马尾松毛虫危害后不同程度的增加了松林林下植物物种多样性。马尾松毛虫取食松针降低了松林的郁闭度，使得偏阳性植被生长加速，此种效果类似于林地的间伐[9]，而通过间伐可有效降低林分密度，林下植物种类都能增加[14-15]；同时马尾松毛虫排出的粪便相当于给林地施了一次肥料，进一步促进了林下植被及松林的生长。但是马尾松毛虫不同程度危害是否改变了松林土壤的理化性质，对地表枯落物或活地被物生物量影响如何仍有待进一步研究。

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InfluenceofdifferentdegreeofDendrolimuspunctatusdamageonthevegetationcommunityinPinusmassonianaforest

ZHANG Liuyuan

(Hunan Aerial Forest Fire Protection Station, Changsha 410004, China)

Using the method of sample survey, the vegetation community in pine forest damaged byDendrolimuspunctatuswas investigated. Results showed that there were no significant differences on density of pine forest, but remarkably affected growth of pine forest. Severe or moderate damage could reduce the height and DBH (diameter at breast height) of pine trees, however, mild harm could promote the growth of pine forest. Damaged of pine caterpillar could change the pine forest crown density and surface vegetation coverage, and had a certain role in promoting recovery and growth of vegetation under forest. The species diversity analysis showed that severe or moderate damage could increase the vegetation biodiversity, but there were no influence on the vegetation biodiversity in mild harm pine forest.

Dendrolimuspunctatus; damage; pine forest; vegetation community

2016-03-27

湖南省林业厅项目“湖南省林业有害生物普查”；湖南省林业科技计划项目(XLK201403)。

张刘源( 1986- ) ，男，湖南省长沙市人，工程师，硕士，主要从事森林病虫害防治研究。

S 763.42

A

1003 — 5710(2016)03 — 0067 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 012

(文字编校： 龚玉子)