东部白松-蒙古栎混交林林分生长和林下物种多样性研究

杜建平

（国有清原满族自治县大边沟林场，辽宁 抚顺 113309）

东部白松Pinusstrobus为松科松属常绿乔木，原产北美洲东北部，在原产地高30～50 m，胸径可达1.5 m。其材质轻柔而有光泽，纹理通直，耐朽力强，可用作船舶材、箱材、天花板、地板、墙壁隔板及纸浆材。辽宁省引种东部白松最早可追溯至20世纪初期，近几十年来，经过辽宁省林业科学研究院多年研究，筛选出适于辽宁地区的优良种源，建立起苗木繁育技术体系，并在辽东山区推广造林。该树种人工林主要为纯林，其存在生产力低、物种多样性少等弊端[1]。研究认为，营造混交林可减少人工纯林的以上弊端[2-4]，如冯健等[5]研究长白落叶松Larixolgensis-水曲柳Fraxinusmandshurica混交林认为，混交林在林分生长和生物量分配比例上优于纯林，营造针阔混交林有利于增加植物多样性及提高土壤肥力；边丽宁等[6]研究发现，华北落叶松Larixprincipis-rupprechtii-白桦Betulaplatyphylla、华北落叶松-云杉Piceaasperata混交林在生长和物种多样性方面均优于纯林。为了探究东部白松混交林与纯林在生长和物种多样性方面的差异，本研究以13年生东部白松-蒙古栎Quercusmongoli‐ca混交林为对象，调查了树高、胸径、冠幅等生长指标及灌木层和草本层物种组成，计算了物种多样性，旨在从生长和物种多样性2方面评价东部白松-蒙古栎混交林实施效果，为辽东山区发展东部白松提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

调查样地位于国有清原满族自治县大边沟林场（124°59′～125°10'E，41°59′～42°04′N），林场位于长白山山脉西南延伸边缘地带。属于北温带大陆季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，四季分明，年均气温约5℃，最高气温36.5℃，年均降水量700～800 mm，无霜期120～125 d。土壤类型以棕壤和暗棕壤为主。植被属于长白植物区系，主要建群种包括红松Pinuskoraiensis、黄波罗Phelloden‐dronamurense和白桦等[7-8]。

1.2 样地设置与调查

2020年在研究地选择立地条件相似的东部白松-蒙古栎混交林和东部白松纯林，分别设置3个20 m×20 m的样地。对样地内的乔木（胸径≥3 cm）进行每木检尺，测量其树高、活枝下高、胸径和冠幅等。树木高度、活枝下高采用超声波测高仪进行测量，精度0.1 m。胸径采用测树围尺测量，精度为0.1 cm。在每个样地内采用对角线方法设置3个5 m×5 m的样方调查灌木层，同时选取5个1 m×1 m的小样方调查草本层，记录物种名、株数/丛数、高度、盖度、冠幅等。

1.3 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 19.0对数据进行统计和分析。

1.3.1 物种重要值

重要值=（相对频度+相对多度+相对盖度）/3

相对频度=（某种的频度/所有种的频度之和）×100%

相对多度=（每一种的个体数/全部种的个体数）×100%

相对盖度=（某一种的基面积之和/所有种的基面积之和）×100%

1.3.2 多样性指数

（1）物种丰富度指数（S）

样地内出现的物种数量。

（2）物种多样性指数

Simpson多样性指数（D）：

2 结果与分析

2.1 东部白松-蒙古栎混交林林分生长规律

东部白松-蒙古栎混交林东部白松生长指标见表1。

表1 东部白松-蒙古栎混交林东部白松生长指标

由表1可知，东部白松-蒙古栎混交林中东部白松胸径、树高、冠幅、单株材积和林分蓄积等生长指标均低于纯林，分别低2.58 cm、0.94 m、0.74 m、0.014 m3和40.45 m3·hm-2。T检验结果显示，胸径、树高、冠幅、单株材积和林分蓄积等生长指标在两者间差异达到极显著水平（P＜0.01）。东部白松-蒙古栎混交林中东部白松高径比大于纯林，冠高比和冠径比均低于纯林。T检验结果表明，高径比和冠高比在两者间差异达到极显著水平（P＜0.01）。

2.2 东部白松-蒙古栎混交林植被特征

调查结果显示，东部白松-蒙古栎混交林林下植物有27种，隶属20科24属，其中灌木树种10种，隶属8科9属；草本植物17种，隶属于12科15属。东部白松纯林林下植物30种，隶属20科28属，其中灌木树种8种，隶属6科8属；草本植物22种，隶属于14科19属。东部白松-蒙古栎混交林和东部白松纯林共有物种16种，其中，草本植物11种，分别为穿龙薯蓣、大三叶升麻Cimicifugahera‐cleifolia、东风菜Asterscabra、铃兰、龙常草Diarrhe‐namandshurica、内折香茶菜、山脉马兰Asterlau‐tureanus、山楂叶悬钩子Rubuscrataegifolius、歪头菜Viciaunijuga、羊胡苔草和玉竹；灌木层植物5种，分别为朝鲜接骨木、刺龙牙、胡枝子、忍冬和卫矛，表明东部白松-蒙古栎混交林与东部白松纯林的物种共有性较高。物种独有情况表明，东部白松-蒙古栎混交林中出现了关苍术Atractylodeslan‐cea、茜草Rubiacordifolia和宽叶山蒿Artemisiasto‐lonifera等草本植物，狗枣猕猴桃Actinidiakolomik‐ta、软枣猕猴桃A.arguta、五味子Schisandrachinen‐sis和山葡萄等藤本植物。

从表2可以看出，草本层重要值10%以上的优势物种在混交林中有5种，在纯林中有6种；灌木层重要值10%以上的优势物种在混交林中有4种，在纯林中有5种。

表2 东部白松混交林和纯林林下灌木层、草本层主要物种的重要值

由表3可知，草本层物种丰富度指数（S）和Shannon-Wiener多样性指数（H）表现为混交林小于纯林，Simpson多样性指数（D）、以Simpson多样性指数为基础的Pielou群落均匀度指数（JD）和以Shannon-Wiener多样性指数为基础的Pielou群落均匀度指数（JH）等3个指数均表现为混交林等于纯林；灌木层中，这5个多样性指数均表现为混交林大于纯林。T检验结果表明，灌木层和草本层多样性指数间差异均未达到显著水平（P＞0.05）。

表3 东部白松-蒙古栎混交林及东部白松纯林林下植物的物种多样性指数

3 结论

东部白松-蒙古栎混交林中东部白松胸径、树高、冠幅、单株材积和林分蓄积等生长指标均低于纯林，分别比东部白松纯林低2.58 cm、0.94 m、0.74 m、0.014 m3和40.45 m3·hm-2，但混交林东部白松的形质指标优于纯林。

东部白松-蒙古栎混交提高了林地物种多样性。从植物数量看，东部白松-蒙古栎混交林与东部白松纯林植物分别为27种和30种，共有性较高；从物种多样性指数看，除了草本层的物种丰富度指数（S）和Shannon-Wiener多样性指数（H）表现为东部白松-蒙古栎混交林小于纯林外，其他物种多样性指数均表现为东部白松-蒙古栎混交林≥东部白松纯林。