国有黄冕林场森林生物多样性监测

冯林霞

（广西国有黄冕林场，广西柳州 545600）

为了掌握黄冕林场封山育林状态下的次生天然林生物多样性基线及其变化过程、评估林场次生天然林生物多样性保护的现状、为区域生物多样性恢复和保护规划提供基础数据，笔者对林场生态公益林内封山育林保护措施下的次生天然林设置样方，对项目区的森林群落物种多样性进行调查，建立生物多样性检测体系，及时掌握生物多样性的动态变化，分析变化的原因，提出恢复、保护与合理利用对策，为林场的可持续发展提供有力保障。

1 研究区概况

黄冕林场位于109°43′46″E～109°58′18″E，24°37′25″N～24°52′11″N，处在广西壮族自治区鹿寨县北部的黄冕乡和永福县广福乡境内，最高海拔达895.9 m。黄冕林场属于中亚热带气候，温暖多雨，光照充足，雨热同季、夏冬干湿明显，年平均气温19.0 ℃，绝对最低温 -2.8 ℃，年均降雨量 1 750 mm，年均蒸发量度 1 426 mm，雨量系数 92.1，为水分充足区，降雨量一般集中在4-8月。林场属亚热带常绿阔叶针叶林区，其中针叶林的主要特征植物有马尾松、杉木，阔叶林的主要特征植物有米椎、枫香、大叶栎、樟树、荷木和石灰木等[1]。黄冕林场林地地质年代属泥盆系，成土母岩以砂页岩、夹泥岩和紫红砂砾岩为主。表土层和土层薄至中，少量达到厚土层。质地轻壤到中壤土。海拔500 m以下林地属山地红壤，500～800 m属山地黄红壤，800 m以上为山地黄壤。

本次监测共设置30 m×20 m固定样地4个，沙塘分场、洛清江分场各2个。林分都为经10年以上封山育林形成的次生林，为封山育林后天然恢复的次生常绿落叶阔叶林和次生常绿落叶阔叶混交林，可分乔木、灌木和草本3层[2]。主要树种有木荷（Schima superba）、鸭脚木（Scheff l era heptaphylla）、枫香（Liquidambar formosana）、白楸（Mallotus paniculatus）、山乌桕（Sapium discolor）、栲树（Castanopsis chinensis） 和 黄 樟（Cinnamomum parthenoxylon） 等 常绿或落叶树种。植物种类主要为木荷、罗伞树（Ardisia quinquegona）和鼠刺（Iteachinensis）等。草本层高度＜0.5 m，覆盖度5%～10%，主要为扇叶铁线蕨（Adiantum fl abellulatum）、淡竹叶（Lophatherum gracile）、狗脊（Woodwardia japonica）、 曲 轴 海 金 沙（Lygodium f l exuosum） 和 芒 萁（Dicranopteris pedata）和芒萁（Dicranopteris pedata）。监测地具体情况见表1。

表1 黄冕林场生物多样性监测样地基本信息

2 研究方法

2.1 监测范围、对象及主要内容 监测的主要对象为生态公益林内的代表性森林群落类型，特别关注地带性群落类型的建群种和优势种、有重要经济价值的物种、有重要科研价值的物种、环境指示种及生态关键种[3]。监测的范围为林场内封山育林保护下的次生天然林，主要对象为项目区内的植物种类、植物群落和生态功能。监测的内容包括监测森林群落类型的群落结构、物种组成、生境及其动态变化，影响资源变动的主要因子，社会经济状况[4]。

2.2 样地设置 样地设置在黄冕林场沙塘分场和洛清江分场的生态公益林中，选择有代表性的林分，每个分场各设置2块调查样地。样地大小为30 m×20 m，再把每个样地划分成6个10 m×10 m的样方，作为乔木调查的基本单位，在每个乔木样方中设置1个5 m×5 m灌草样方作为灌草层植物的调查样方。

2.3 群落调查 记录各样地的坡度、坡向、坡位、海拔高度、经纬度和岩石裸露度等生境信息。野外调查以10 m×10 m样方为基本测树单元，对样方内所有DBH≥2.5 cm的木本植物进行每木调查。

2.3.1 乔木调查 测量样方内所有DBH≥2.5 cm的乔木树种的胸径、树高、冠幅，同时以每个小样方的两边为坐标轴（左下角为原点），测定每株树木的坐标（x，y）。

2.3.2 灌草植物调查 记录灌木和草本植物的物种名、个体数、平均高度、盖度等数据。灌木层植物包括DBH＜2.5 cm的所有木本植物。

2.4 数据分析方法

2.4.1 重要值（IV）的计算 采用 J T Curtis和 R P Mcintosh提出的概念进行重要值计算。重要值是评价某一种植物在群落中作用的综合性数量指标。

乔木层计算公式：

灌草层计算公式：

注：相对多度=某物种的个体数/该层所有物种个体数的总和×100%

相对显著度=某树种的胸高断面积/所有树种胸高断面积的总和×100%

相对盖度=某物种的盖度/该层所有物种盖度的总和×100%

相对频度=某物种的频度/该层所有物种频度的总和×100%

2.4.2 群落物种多样性指数

（1）Margalef物种丰富度指数（Rl）：

式（3）中，S为物种数；N为所有物种的个体数之和。

（2）Shannon-Wiener指数（H′）

式（4）中，Pi＝ni/Ni代表第i个物种的个体数ni占所有个体总数Ni的比例。

（3）Simpson指数（D）：

式（5）中，Pi＝ni/Ni代表第i个物种的个体数ni占所有个体总数Ni的比例。

（4）生态优势度（λ）：

式（6）中，ni为第i个物种的个体数；N为所有物种的个体数之和。

（5）Pielou均匀度指数（J）：

式（7）中，H’为Shannon-Wiener指数；S为物种数。

3 监测结果与分析

3.1 主要植物组成

3.1.1 沙塘分场森林群落物种组成 黄冕林场沙塘分场共调查2个样地，调查面积1 200 m2，分别为木荷－罗伞树－扇叶铁线蕨群落（HM01）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM02），两个群落均为次生性的常绿落叶阔叶混交林群落。乔木层优势种为木荷、鸭脚木，其重要值分别为24.38和20.05，优势地位明显，其次为山乌桕、枫香树、鼠刺和白楸等常绿或落叶的阔叶树种（见表2）；灌木层优势种不明显，重要值最大的为鸭脚木和黑面神，均为8.27，其他种类主要有黑面神、尖叶菝葜、鼠刺和酸藤子（Embelia laeta）等种类（见表3）；草本层优势种为狗脊，其重要值为21.52，次之有曲轴海金沙、扇叶铁线蕨、淡竹叶等，其重要值分别为19.36、18.42和17.40（见表4）。详细统计，沙塘分场调查的两个群落共有植物85种，分属于48科77属，乔木层植物有34种，灌木层植物47种，草本植物18种[5]。

表2 乔木层植物重要值比较（重要值前1 0位）

表3 两个群落灌木层植物重要值比较（重要值前1 0位）

3.1.2 洛清江分场森林群落物种组成 洛清江分场共调查2个样地，调查面积1 200 m2，分别为木荷－罗伞树－扇叶铁线蕨群落（HM03）和木荷－鼠刺－狗脊群落（HM04），两个群落均为次生性常绿阔叶林群落。乔木层优势种为栲树和木荷，其重要值分别为18.97和18.51，其他种类主要有鸭脚木、罗伞树、多花瓜馥木和黄樟等常绿的阔叶树种（见表2）；灌木层优势种明显，罗伞树重要值达43.09，在林下占据绝对优势，其他种类主要有九节、多花瓜馥木、尖叶菝葜等（见表3）；草本层优势种为芒萁、曲轴海金沙，其重要值分别为29.09和24.14，其他种类有淡竹叶、狗脊、高秆珍珠茅等（见表4）。详细统计，调查的两个群落共有植物52种，分属于34科50属，乔木层植物有27种，灌木层植物29种，草本植物8种[6]。

表4 两个群落草本层植物重要值比较（重要值前1 0位）

3.2 群落特种多样性比较 物种多样性是指群落的物种树、个体数及种群个体分配均匀度三者的综合，能有效地表征生物群落和生态系统结构的复杂性。不同类型的群落由于组成种类及其生态条件的不同，所以物种多样性有差异。本文所计算的物种多样性是α多样性，主要应用物种丰富度（S）、物种丰富度指数（Rl）、Shannon-Wiener指数（H′）、Simpson指数（D）、基于Shannon-Wiener指数的Pielou均匀度指数（Jsw）以及生态优势度指数（λ）。其分析结果见表5。

表5 监测群落多样性指数

3.2.1 乔木层物种多样性 由表5可知，HM03样地的S、Rl、H′都是最低，说明该群落的物种数最少，物种丰富度低，Jsw为4个群落最低、而其λ最高，说明群落中物种个体分配不均匀，群落优势种的优势地位突出，这些指数都反映了HM03样地的物种多样性为4个群落中最低。

《中华人民共和国畜牧法》（2015年新修订）第二十二条规定，“从事种畜禽生产经营或者生产商品代仔畜、雏禽的单位、个人，应当取得种畜禽生产经营许可证”。第二十四条对发证权限进行了明确规定，“申请取得生产家畜卵子、冷冻精液、胚胎等遗传材料的生产经营许可证，应当向省级人民政府畜牧兽医行政主管部门提出申请。受理申请的畜牧兽医行政主管部门应当自收到申请之日起六十个工作日内依法决定是否发给生产经营许可证。其他种畜禽的生产经营许可证由县级以上地方人民政府畜牧兽医行政主管部门审核发放，具体审核发放办法由省级人民政府规定”。

3.2.2 灌木层物种多样性 由表5可知，沙塘分场HM01和HM02群落的S、H′、D、Jsw和Rl等指数都比洛清江分场的HM03和HM04群落小，而λ比洛清江分场群落大，这些指标都反映出HM01和HM02群落的物种多样性比HM03和HM04群落高。HM01和HM02群落植物种类较多，物种个体数分布均匀，优势种的优势程度相对较低。

3.2.3 草本层物种多样性 由表5可知，洛清江分场样地群落草本植物S、H′、D指数都比沙塘分场群落低小，说明洛清江分场样地群落单位面积内的物种数较少，其物种丰富度低，种群个体分配不均，尤其是HM04样地更为明显，群落中草本层以芒萁占明显优势，个体密度较大。

4 结语

黄冕林场的生态公益林主要位于山体上部或坡度较陡的地区，营造人工林难度大，经过10～20 a甚至更长时间的封山育林后，植被类型经过自然演替发育为以木荷、鸭脚木、枫香树、白楸和山乌桕等树种为优势的常绿落叶阔叶混交林，落叶树种在群落中占有很大的比例，冬季落叶后树冠郁闭度明显减小，群落透光度增加，淡竹叶等林下草本植物冬季地上部分枯死，这些特点反映了这类天然林群落具有明显的次生性。在部分区域，由于封山育林前人工种植有木荷、栲树等常绿树种，群落可发育为以木荷、栲树等中生性树种为优势的常绿阔叶林群落。

与天然林内的多样性相比，经过封山育林后的次生天然林群落的物种多样性明显提高，物种数多、群落结构较复杂。但是，经过封山育林自然演替的群落次生性较强，物种多样性与原生性的天然林群落相比仍有一定差距。