培育措施对桉树人工林林下物种多样性的影响

秦明星 陈杰

摘 要 近年来，桉树人工林在我国得到了较为迅速的发展。在其获得较大社会及经济效益的同时，其所带来的生态环境问题也引起了人们高度重视，对此，需要通过科学措施的应用做好影响情况的控制。基于此，结合培育措施对桉树人工林林下物种多样性的影响进行一定的研究。

关键词 培育措施；桉树人工林；林下物种；多样性

中图分类号：S718.5 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.12.047

桉树是桃金娘科桉树属植物的总称，具有速生丰产、抗逆性强、适应性广的特点，并在不断的发展与应用中成为了世界三大造林树种之一。桉树从1890年引入到我国，目前已广泛栽植于海南、福建、江西、广东以及湖南等省区。在桉树人工林不断发展的过程中，其在获得巨大社会及经济效益的同时也带来了一定的生态环境问题，并受到了人们的关注与争论，其中桉树人工林林下生物的多样性是一项焦点问题。目前，有观点认为，桉树人工林的发展对生物多样性造成了负面影响，使生物多样性出现下降情况；也有观点认为，桉树人工林在生物多样性方面没有影响。在本研究中，从不同培育措施角度对桉树人工林林下植物的多样性进行研究，为桉树人工林的未来可持续、合理栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区域概况

本次试验选在我国广西柳州市鹿寨县，该区域年平均温度20.4 ℃，极端最高气温38 ℃，最低气温0 ℃，年平均日照时间1 597 h，年平均相对湿度78%，片平均降雨量1 483.8 mm，属亚热带山地季风气候。试验区域海拔在100～650 m，土壤类型有红壤、黄壤以及棕壤等。桉树人工林主要在该地区的中低山低矮种植，自成群落，或同思茅松、南桦等混交[1]。

1.2 研究方式

1）造林方式，分别为扦插苗、实生苗。2）造林密度，为1 654株/hm2与1 987株/hm2。3）抚育管理，施肥一次不抚育管理与施肥一次后砍灌锄草这两种方式。4）调查方法。每年的10月—11月，通过样方调查方法的应用对15 m×15 m的投影面积进行设置作为调查样地，其通常设置在桉树人工林分的核心区域，在不同试验处理方式中，树木种植具有基本一致的立地条件，以此避免受到立地条件以及边缘效应的影响。之后，将样地划分为25个3 m×3 m的小样方，对每块样地做好土壤类型、坡向、破位、海拔高度以及土层厚度等立地因子的记录。在经过对样地调查数据的统一计算整理后，根据综合反映桉树人工林临夏植物多样性状况的丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson指数（D）以及Shannon-wiener（H）指数进行方差分析，以此对不同措施下桉树人工林林下植物多样性存在的差异进行分析与比较[2]。

1.2.1 乔木调查

在设置样地之后，对样地内桉树人工林的胸径、树高、生活力、品种以及株数等指标进行全面调查。

1.2.2 灌木层草本层调查

在草本以及灌木调查中，调查样方为试验林地4个角小样方以及处于样地中心位置的小样方，在每块地内，对共5个3 m×3 m的样方进行选取，分别做好样方内草本种类、灌木种类、株数/丛数、高度、盖度以及地径等指标的记录。而对于在野外无法确定的物种，则需要再做好样本采集的情况下对其进行进一步的鉴定[3]。

1.2.3 物种多样性测度

1）丰富度指数，即目标区域内物种出现的总数。

2）Simpson指数（D），其计算公式为：

3）Shannon-wiener（H）指数，其计算公式为：

4）Pielou均匀度指数（E），其计算公式为：

在式中，Pi为种i的个体数同样方个体种树之间的比值，N为样方的物种数，Ni为种i的个体数。

2 结果与分析

2.1 不同造林方式

2.1.1 灌木层物种多样性

物种丰富度指数是反映群落多样性的一项重要指标。在本试验中，应用了扦插苗以及实生苗两种不同的造林方式，在林下灌木层物种丰富度指数上，扦插苗为13种、实生苗为14种，在这两种不同的造林方式中，在具体物种丰富度指数方面存在较大的差异。多样性指数是将个体数、分布特征以及物种数等信息进行结合处理的一个统计量，能够以定量的方式反映林分中物种的变化程度、均匀性以及丰富度，在不同造林方式的灌木层多样性指标方面，扦插苗同实生苗相比要大，具体数据见表1。

2.1.2 草本层物种多样性

如表2所示，在草本层，不同造林情况下物种丰富度指数不存在较大的差异。在多样性指数方面，则存在着一定的差异，同实生苗相比，扦插苗的D指数要小，H指数差异不大，E指数扦插苗要高于实生苗。该种情况出现的原因，即桉树在以实生方式种植后，具有较多的分枝，自然整枝能力相对较差，具有较大的冠幅、较少的光照且枝下高度较低，并因此對草本种类以及林下灌木的正常生产产生了一定的抑制作用。在无性系造林处理后，人工幼林具有较快的生长速度，在自然整枝能力方面表现较强，枝叶稀疏，冠幅较小，乔木层郁闭度减少，在对林下光照进行增加的情况下使林下的草本以及灌木都能够正常的生长。而在进一步对两种方式的物种多样性指数进行方差分析后了解到，在不同造林方式下，在林下植物物种多样性方面存在的影响不显著[4]。

2.2 不同造林密度

2.2.1 灌木层物种多样性

在人工林种植中，造林密度将对其生产力具有重要的影响。在造林密度不同的情况下，将树木间对养分、阳光的竞争空间进行改变。在本研究中，对两种不同密度之下林下物种丰富度指数进行调查后得到的数据见表3。

根据数据可以了解到，在不同密度情况下两者具有较大的差异，在1 987株/hm2密度下，D、H、E指数都要低于1 654株/hm2。即同1654株/hm2相比，1 987株/hm2情况下的灌木层多样性指数要低。

2.2.2 草本层物种多样性

根据表4的数据可以了解到，不同密度下草本层物种的丰富度指数差异不大。从多样性指数来看，1 987株/hm2密度下，D、H、E在指数方面都要高于1 654株/hm2，即同1 654株/hm2相比，1 987株/hm2的造林密度相对较低。根据方差分析发现，不同造林密度下对桉树人工林下灌木层物种丰富度指数影响较为显著。该种情况的原因，即在不同造林密度情况下，改变了树木间在养分、阳光的竞争空间，对于密度较大的林分，林木在养分以及阳光方面具有较大的竞争，同密度小林分相比，大密度林分较早郁闭，并因此使林下物种在养分以及光照方面存在供应不足情况，并因此降低了物种的多样性[5]。

2.3 不同抚育管理措施

2.3.1 灌木层物种多样性

同进行抚育管理的桉树人工林林下灌木层物种相比，无抚育管理情况下灌木层在丰富度指数、D、H指数方面都明显较高。且在使用不同抚育管理措施的情况下，不同指标间也存在着较大的差异。在实验中，不抚育管理的为33种，只施肥1次的为5种，一次施肥+全除草一次的13种。几者相比，不进行抚育管理的林下灌木层物种就有的丰富度最高，仅仅进行一次施肥同施肥一次+全除草一次相比丰富度较少。即在几种方式中，不进行抚育管理的灌木层物种在各类指数方面都较高。

2.3.2 草本层物种多样性

对不同抚育方式下林下草本层丰富度指数分析，不抚育管理的为16种，只进行一次施肥的为18种，进行一次施肥+一次全除草处理的为16种。从结果发现，不同抚育管理方式情况下，草本层物种丰富度受到的影响并不大，但在多样性指数方面具有一定的影响，即不进行抚育管理的指标值高于进行一次施肥+一次全除草处理以及只进行一次施肥这两种方式。根据方差分析发现，在不同抚育管理措施下，对桉树林下灌木层物种丰富度具有较为显著的影响，但在草本层物种丰富度影响方面并不显著，且其余多样性指数受到的影响也不显著。该种情况的存在，即因在对人工抚育林分进行除草割灌处理后，林下植物在数量、盖度以及种类方面度具有了较为明显的减少，并因此对林下物种的多样性产生影响[6]。

3 结语

林下植物对土壤肥力以及人工林生产力有着直接的影响，甚至会对人工林的可持续经营造成威胁，因此成为了现阶段的一项研究重点。基于此，对培育措施对桉树人工林林下物种多样性的影响进行了一定的研究，并获得了一定的结果。需要了解的是，人工林林下植物物種多样性有着动态的变化过程特征，在不同气候、地域条件下，将获得不同的变化与结果，所以需要在未来工作中进一步加强研究。

参考文献：

[1] 林福星.糙花少穗竹不同垦复经营措施效果分析[J].安徽农学通报（上半月刊），2011，17（15）：113-115.

[2] 刘晓红，胡小康，王真.吉安县松人工林林下灌木生物多样性探讨[J].中国林副特产，2011（3）：29-31.

[3] 邓磊，张文辉，何景峰.不同经营措施对黄龙山辽东栎林的影响[J].西北植物学报，2011，31（1）：159-166.

[4] 林挺秀.不同经营措施马尾松林生物量和土壤性质研究[J].南方林业科技，2010（5）：11-13.

[5] 蔡志风，郝明德，吴振海，等.长期施肥对黄土区苜蓿草地群落特征及其多样性的影响[J].西北农业学报，2010，19（10）：86-90.

[6] 吴建平，吴立潮，吴天乐，等.不同经营措施条件下泡桐幼林抗冰灾能力分析[J].林业科学研究，2010，23（1）：143-146.

（责任编辑：刘昀）