林分密度对白桦人工林林分生长及林下植物多样性的影响

程凤刚

(黑龙江省东方红林业局西南岔经营所)

林分密度对白桦人工林林分生长及林下植物多样性的影响

程凤刚

(黑龙江省东方红林业局西南岔经营所)

本文对不同密度的白桦人工林生长量及林下植物多样性进行了调查分析，试验认为，在未考虑经营目的和木材质量的情况下，林分密度0.8的林分蓄积量最大，是木材生产较为适合的经营密度。林分密度对林下植物丰富度及物种均匀度影响较大，郁闭度0.7是白桦人工林保护植物多样性适宜的经营密度。

白桦人工林 林分密度 生长量 多样性

林分密度是指单位面积林地上的立木数量，其指标反映出林木对所占空间的利用程度，林分密度是影响林分生长和林下植物多样性的重要因子。在林木生产中，通过人为干预使林分处于最佳密度以得到最大木材产出，是森林经营的基本任务。同时，林分最佳密度随林木种类、立地条件、经营目的及林龄的变化而变化，因此，林分最佳经营密度的确定是一个系统而又全面的研究课题。本文以白桦人工林为调查试验对象，研究经营密度对林分生长量及林下植被多样性的影响，研究结论为白桦人工林经营措施的制定提供理论支撑，对提高白桦人工林林分质量、完善森林多样性、提升生态效益具有一定的指导借鉴意义。

1 试验材料与方法

1.1 试验林分

本文试验林分位于东方红林业局西南岔经营所，地理坐标东经133°46′，北纬46°55′，属中温带大陆性季风气候区，冬季漫长、寒冷而干燥，夏季短促、温暖而多雨，年平均气温1.6℃、极端最高温34℃，最低气温-40℃，年≧10℃积温2378℃，无霜期120天左右。本文在二类调查数据的基础上，选择坡位、坡向及海拔相对一致，林龄20a，经营密度分别为0.5～0.8的白桦人工林设置20m×20m标准地，三次重复，对林分生长量及林下植被进行调查。

1.2 调查指标与方法

对标准地进行每木检尺，记录树高、胸径及立木株树，按一元材积公式V=0.000035D293176计算单株材积，并累计标准地蓄积量。

在标准地内设置5m×5m样方，采用分层取样的方式调查林下植被多样性，调查每个物种的高度、盖度及多度。第i种物种在样方中的总数记为Si，按公式计算重要值Pi、Simpson指数和Shannon-Wiener指数，

重要值Pi=(相对高度+相对盖度+相对多度)/3；

Simpson指数 D=1-∑Pi×Pi；

N——样方内物种总数。

2 结果与分析

2.1 林分密度对白桦人工林生长量的影响

密度因子通过影响单株立木的营养空间来影响林分的生长，一般情况下，郁闭度越低，单株立木营养空间越大，林分的平均胸径、单株材积就越大；郁闭度越高，单株立木营养空间越小，养分竞争就越激烈，林分的平均胸径、单株材积就越小。蓄积量为单株材积与密度株树的乘积，如何控制合理的林分密度，以得到最大的木材产出，是森林经营研究的重点。

表1 不同林分密度白桦林生长量调查数据

表2 主体间效应方程分析结果

从表1、表2可以看出，随着林分密度的增大，林分平均胸径逐步下降。由于单株材积是由胸径一元材积公式计算所得，因此，单株材积也相应降低，方差分析结果表明林分密度间平均胸径与单株材积差异极显著，说明林分密度对胸径及单株材积指标存在较大影响。从蓄积指标来看，林分密度0.5的林分平均胸径、单株材积最大分别达到12.1cm和0.0543m3，但由于单位面积的立木株树最少，因此蓄积量最低；林分密度0.6和0.7的林分蓄积量差异不显著，林分密度0.8的林分蓄积量最大，这很大程度上归功于密度株树的累加效应。

分析结果表明：林分密度对白桦人工林的平均胸径、单株材积和蓄积量存在显著影响，随着林分密度的增大，平均胸径和单株材积指标下降，而由于试验林分未充分郁闭，营养竞争不强，蓄积量指标主要受密度株树的影响，呈现上升趋势。林分密度0.8的林分蓄积量最大，是较为适合的经营密度，这是在未考虑经营目的和木材质量的情况下得出的结论，在木材生产中，为了培育大径材应适度降低经营密度。

2.2 林分密度对林下植被多样性的影响

林分密度通过改变林内光照条件，改变林内湿度和温度，从而对林下植物种类分布产生影响，从表3可以看出随着林分密度的增大，林下草本及灌木种类先增多后减少，这与林下光照、温湿度条件的改变有关，同时也与植物本身的适应性有关，林分密度0.7的林下植物种类最丰富，有28种草本植物和19种灌木植物。

表3 不同林分密度林下植被多样性调查数据

从反应植物多度的Simpson指数和Shannon-Wiener指数来看，林分密度0.7的林下草本、灌木的D指数和H指数均为最高，这是由于常见植物在林下分布均匀，而偶见植物种类增多的原因。不同林分密度下灌木种类低于草本植物种类，但灌木的Shannon-Wiener指数明显高于草本植物，说明灌木在各林分中分布较为均匀，受林分密度的影响较小，而草本植物的分布受环境因素的影响较大，分布不均，这与草本植物的适应性范围有关。林分密度0.7的林分，林下植物丰富度与物种均匀度最高，是适宜白桦人工林保护植物多样性的经营密度。

3 结论

3.1 随着林分密度的增大，平均胸径和单株材积指标下降，由于试验林分未充分郁闭，蓄积量指标主要受密度株树的影响，因此，呈现上升趋势。在未考虑经营目的和木材质量的情况下，林分密度0.8的林分蓄积量最大，是木材生产较为适合的经营密度。

3.2 林分密度对林下植物多样性存在显著影响，林分密度0.7的林分，林下植物丰富度与物种均匀度最高，是适宜白桦人工林保护植物多样性的经营密度。

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责任编辑：葛 君

校 对：蒋雨航

The Effects of Stand Density on Forest Growth and Plant Diversity of Betula platyphylla Suk.Plantation

Cheng Feng-gang

(

Xinancha management institute of Dongfanghong forest bureau in Heilongjiang province,158402,Heilongjiang,China)

This paper investigated the forest growth and plant diversity of Betula platyphylla Suk. plantation with different densities. The results showed that without considering the business purpose and wood quality, the biggest amount of accumulation was the stand density of 0.8, which was the more suitable for wood production business density. Stand density affect the understory plant species richness and evenness degree. The suitable management density for plantation protection plant diversity was crown density of 0.7.

Betula platyphylla Suk. Plantation; sand density;growth; diversity

2017-01-24