摘要：本研究主要在溧水林场两种典型的阔叶次生林林分，杉木、麻栎混交林和麻栎、小叶栎混交林经过间伐1a后、5a后和7a后林分更新的不同区别。分别比较了从林分生长状况、林下植物物种组成和植物多样性以及更新树种等方面，探讨经营措施（间伐）对阔叶次生林更新特征的影响。
关键词：经营措施；阔叶次生林；更新；林分结构
1 研究背景、目的和意义
森林在经过采伐后须进行更新，如果在实践中只是为了获取木材去采伐不考虑更新, 就会发生后继无林, 无林可采的情况。森林主伐以后，为了保证木材的不断再生产和防护效能的继续发挥，在其迹地上借助于自然力或人力迅速地恢复森林的过程。按更新方法，可分为伐前更新、伐后更新和伐中更新；按树种起源，可分为有性更新和无性更新；按实施方法，可分为天然更新和人工更新。但若只从更新出发而不考虑木材生产，则出现国民经济发展停滞及森林的防护作用无法体现；导致更新失去了原动力，失去了目的性。森林在更新中会受到很多因素的影响，这些影响会导致森林更新的结果产生变化。森林更新是与各种干扰不能分隔的一个极为重要的生态学过程。干扰主要包括干扰的强度、频率和空间范围等方面的变化。
森林的结构、演替过程和诸多关系等详细信息越来越成为森林经营的前提，其中涉及单木之间空间关系的林分空间结构及其空间关系的描述和解释,已成为森林结构研究的焦点,越来越受到人们的重视。分析和描述现有林空间结构的目的，在于探究不同经营措施的效果，为合理经营森林提供依据。一种好的改造模式不仅要能充分发挥林地生产力，而且要充分发挥森林的生态和社会效益。不同的改造模式主要体现在树种选择、改造方式、抚育方法以及林分结构等方面。
本文以南京市溧水区林场的2种林分类型为对象，对其实施不同的经营措施如抚育和间伐措施，旨在了解不同经营措施对2种林分类型的林下更新变化规律，为今后溧水区林场人工林的经营和抚育管理提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 研究地概况
研究的调查区位于秦淮河流域溧水林场(31°36′N,119°01′E),林场总面积为1333 hm2 。土壤质地较好,西南与东北部丘陵以黄棕壤为主,呈弱酸性中壤或重壤,中部属于秦淮河圩区多为河淤土,呈中性重壤。属于北亚热带季风气候区,雨量充沛,光照充足,热量丰富,雨热同季。植被以通过封山育林形成的次生林和人工林为主,呈现常绿阔叶林和落叶阔叶林的过渡类型特征。在植物分布区划上，属于平原丘陵区是落叶阔叶林逐步过渡到落叶阔叶、常绿阔叶混交林地区。主要分布树种有马尾松、麻栎、栓皮栎等，其独特的地理位置及重要的生态功能对南京市的生态环境有着重大影响。
2.2 样地设置与调查
2.2.1 样地设置
本次研究的经营措施方式为间伐。样地的选取在林分踏查和标准地调查基础上，采取间伐经营措施的溧水区无想寺森林公园内2个典型林分类型。选取综合考虑坡度、土壤厚度等立地质量因素,为保证不同强度间伐区各条件相对一致,于同一坡面上设计4个间伐强度,即对照(no thinning 0% basal area removed)、弱度间伐(low thinning 20-30% basal area removed)、中度间伐(moderate thinning 30-40% basal area removed)、强度间伐(heavy thinning 60-70% basal area removed) ,作为固定试验地。在4种间伐强度处理的2个林分类型固定样地中各设置2个20m *20m的标准地,共调查16个标准地,每个标准地各设置5个2m *2m的灌木样方和5个1m*1m的草本样方，共计80个灌木样方和80个草本样方。
2.2.2 样地调查
调查样地林下灌木层植物种类，株数，高度和冠幅等信息，草本层记录草本层种类记录其植物种类、株数、高度和盖度等信息。注明：研究结果中使用的有关：2种林分类型间伐1a后和5a后的林下更新的数据分别来源于---邓送求（2008年）和李瑞霞（2012年）所做的调查数据。
2.3 研究方法
2.3.1 植物多样性的概念与计算方法
中国是生物多样性丰富的国家之一，同时也是生物多样性受到最严重威胁的国家之一，早在20 世纪80 年代，就己经有不少学者开展了这一方面的研究，彭少麟等、王伯荪等很早就对植物群落的多样性展开了许多研究，内容涉及到多样性与群落演替动态、应用不同测度指标计算群落多样性结果的比较、群落多样性与环境梯度的关系等多个方面，并取得了一定成就。
本研究采用Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数进行植物多样性评定。Margalef丰富度指数=(S-1)/lnN；Simpson优势度指数D=1-ΣPi2 ；
Shannon-Wiener指数Isw = -ΣPilnPi ；Pielou均匀度指数J = -Σ(PilnPi)/lnS 。
式中：S 为物种数目；N为所有物种的个体数之和；Pi为第i个物种的个体数占所有物种个体数的比例(即相对多度)。
2.3.2 数据处理工具
试验数据采用Excel 2003进行整理编辑，基于SPSS13.0，采用单因素ANOVA分析，不同间伐期和间伐强度对不同林分类型林下植物多样性指数影响显著性，采用Duncan多重比较法。
3 结果与分析
3.1 间伐对杉木、麻栎混交林更新的影响
3.1.1 不同间伐强度杉木、麻栎混交林林下植物物种组成的影响
杉木、麻栎混交林采取间伐措施7a后，4种不同间伐强度条件下，更新物种种类数：强度间伐> 弱、中度间伐> 未间伐。不同间伐强度林下更新的植物种类数呈显著差异。这与间伐1a和间伐5a林下更新物种：强度间伐 > 中度间伐 > 弱度间伐 > 未间伐的规律基本吻合。
表3.1 杉木、麻栎混交林
间伐7a后，下层更新物种总量较间伐1a和5a分别提升308%、33.3%。更新层侵入树种主要有：野鸭椿、两面针、冬青等；灌草层主要侵入种有：鸡矢藤、狼巴草、金银花等；而杉木、麻栎、冬青、白檀、两面针等物种密度大幅提高，增长幅度最大的为杉木和麻栎。这符合了杉木、麻栎混交林发生大量的种子雨且易于在下层形成优势种有关。
通过比较间伐1a、5a、7a不同间伐强度条件下的下层更新物种种类数得出：间伐5a相同间伐强度条件下林下更新的物种种类数较1a和7a都高。而间伐7a后杉木、麻栎林对应的间伐强度条件下较间伐1a，差异不明显。说明：杉木、麻栎混交林采取间伐措施对促进林下更新植物种类数增加的中短期效果要好于长期效果。
3.1.2 杉木、麻栎混交林植物多样性指数
表3.2 杉木、麻栎林下物种多样性指数统计表
对杉木、麻栎林实施不同间伐强度7a后，杉木林下植物多样性指数出现差异：不同间伐强度下的多样性指数大小大体表现为：强度间伐 > 中度间伐 > 弱度间伐 > 对照。对杉木纯林间伐7a后的多样性指数分别做显著性分析，F检验表明，4种不同间伐强度下的物种丰富度、Margalef指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数分别为0.000、0.000、0.04、0.04、0.01所有多样性指数均显著增加（P<0.01）,从杉木麻栎混交林间伐7a后影响效果来看：间伐强度越大越有利于杉木麻栎混交林林下植物多样性的提高。
杉木、麻栎混交林间伐7a、5a、1a后，与对照相比，弱、中、强度间伐林下植物种类、数量、丰富度Margalef指数、多样性Simpson、Shannon-Weiner指数都显著提高。对于Pielou指数，总体来看，对照样地数值最大，植物更新分布最均匀。总体而言，间伐强度的增大有利于杉木、麻栎林林下植物多样性指数的提高。
就杉木、麻栎混交林分别采取弱度、中度、强度4种间伐强度的样地而言：多样性指数大小大体表现为：间伐7a > 间伐5a > 间伐1a。而对于对照样地Shannon-Wiener指数大小比较为：间伐5a > 间伐7a > 间伐1a ，可能是系统误差造成。大体上还是表现为：间伐7a > 间伐5a > 间伐1a。这说明：随着间伐时间的增长，杉木、麻栎混交林林下植物多样性指数增大。
3.1.3 不同间伐强度对杉木、麻栎混交林林下更新树种的影响
杉木、麻栎混交间伐7a后，不同间伐强度条件下，更新树种的种类大体表现为：中、强度间伐小于弱度间伐和对照，但更新种的数量却较对照和弱度间伐高，不同间伐强度条件下的杉木、麻栎混交林样地林下植物更新趋同。
通过比较间伐1a、5a与7a后的调查数据，间伐7a后（即2104年），麻栎混交林林下层更新树种种类与间伐5a种类数相似，与间伐1a相比减少5种。参考师兄师姐的间伐1a、5a后调查数据和2014年（间伐7a后）的数据可知：杉木麻栎混交林林下主要更新更树种平均密度各自为为：878株/亩,1096株/亩，1200株/亩.间伐7a后与间伐1a和5a相比，林下更新的主要树种除杉木、麻栎、冬青外，主要更新树种为山茶、三角枫和臭椿。这其中杉木、麻栎等幼苗幼树密度都大幅提高，其具体数据为：杉木密度为：417株/亩，平均株高0.36m；、麻栎密度为：316株/亩，平均株高：1.13m；冬青密度：201株/亩，平均株高：1.2m、山茶密度：32株/亩，平均株高：0.87m；三角枫密度36株/亩,平均株高:1.62m臭椿密度：51株/亩，平均株高2.2m。
3.2 间伐对麻栎、小叶栎混交林混交林更新的影响
3.2.1 不同间伐强度对麻栎、小叶栎混交林林分生长的影响
间伐7a后，麻栎、小叶栎混交林不管是与间伐时间的增大还是与间伐强度的加强而其对应的平均胸径和平均高指标数据都变大。对于郁闭度而言，对照样地的数值仍为最大，强度间伐未最小。与未采取间伐的样地相比，不同间伐强度条件下较间伐1a和5a后对应的的郁闭度都相应增长。参见表3.4
表3.4 麻栎、小叶栎混交林
3.2.2 不同间伐强度对麻栎、小叶栎混交林林下植物组成的影响
通过比较间伐7a与间伐5a相同相同间伐强度条件下，间伐7a的物种种类数都明显少于间伐5a的数据。这说明，间伐时间达到一定年限，林下更新幼苗幼株长势强盛，逐渐形成新的优势种，其树冠增长增大，挤压植物生长空间，使林下光照条件优势减弱，一定程度上抑制了林下植物更新与生长。
同时，麻栎、小叶栎每年产生大量的种子雨，使麻栎、小叶栎日渐在林下更新占据主导地位，并与其他更新种竞争，进一步导致林下植物更新空间压缩。所以，如若不采取人为干扰营林措施，随着间伐年限的增长，通过间伐促进样地林下更新的优势将会逐渐减小。而这种趋势在采取中、强度间伐样地表现尤为明显，最终采取不同间伐强度的样地之间更新、生长趋同。
3.2.3 麻栎、小叶栎混交林林下植物多样性指数
表3.5 麻栎、小叶栎林下物种多样性指数统计表
对麻栎、小叶栎混交林实施不同间伐强度7a后，麻栎、小叶栎混交林林下植物多样性指数出现差异：不同间伐强度下的多样性指数大小大体表现为：中、强度间伐 > 弱度间伐 > 对照。
对麻栎混交林间伐7a后的多样性指数分别做显著性分析，F检验表明，4种不同间伐强度下的物种丰富度、Margalef指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数都呈显著差异（P<0.05）。从间伐7a后影响效果来看：中、强度间伐有利于麻栎、小叶栎混交林林下植物多样性的提高。
3.2.4 不同间伐强度对麻栎、小叶栎混交林林下更新树种的影响
麻栎混交间伐7a后，不同间伐强度条件下，更新树种的种类大体表现为：中、强度间伐 > 弱度间伐 > 对照，且更新种的数量却较对照和弱度间伐都要高。这说明：间伐强度的提升促进了麻栎混交林林下植物多样新的增大。
通过比较间伐1a、5a与7a后的调查数据，间伐7a后（即2104年），麻栎混交林林下层更新树种种类较间伐1a和5a分别增加了2种和4种，且林下更新植物的密度也显著提升。间伐1a、5a后调查数据和2014年（间伐7a后）的数据可知：间伐7a后与间伐1a和5a相比，林下更新的主要树种除麻栎、冬青、盐肤木外，主要更新树种为榆树、构树、山槐、山楂和黄连木。这其中榆树、构树等幼苗幼树密度都大幅提高。其具体数据为：麻栎密度为：267株/亩，平均株高0.34m；、冬青密度为：33株/亩，平均株高：1.03m；盐肤木密度：12株/亩，平均株高：1.4m、榆树密度：6株/亩，平均株高：1.47m；构树密度：13株/亩,平均株高:0.72m；山槐密度：51株/亩，平均株高2.2m；山楂：15株/亩,平均株高:0.94；黄连木33株/亩,平均株高:1.37m。
结论
本研究探讨了经营措施（间伐）对不同阔叶次生林林分类型林下更新特征的影响。从林分生长状况、林下植物多样性和林下更新树种情况等方面进行分析比较，对采取间伐经营措施的2种样地（杉木、麻栎混交林；麻栎、小叶栎混交林）比较了林分间伐1a后、5a后和7a后林分更新特征的差异。
从杉木、麻栎混交林来看。经过间伐后，杉木、麻栎混交林平均胸径和平均高都有所增长；下层更新物种总量较间伐1a和5a分别提升308%、33.3%；不同间伐强度下的多样性指数大小大体表现为：强度间伐 > 中度间伐 > 弱度间伐 > 对照；更新树种的种类大体表现为：中、强度间伐小于弱度间伐和对照，但更新种的数量却较对照和弱度间伐高，不同间伐强度条件下的杉木、麻栎混交林样地林下植物更新趋同。
从麻栎、小叶栎混交林来看。间伐时间的增大与间伐强度的加强其对应的平均胸径和平均高指标数据都有所变大；下层更新物种中增长幅度最大的为麻栎；不同间伐强度下的多样性指数大小大体表现为：中、强度间伐 > 弱度间伐 > 对照；间伐强度的提升促进了麻栎混交林林下植物多样新的增大。
综合两种林分分析得出：1.经营措施对阔叶次生林的主要树种的平均胸径和平均高都起到了积极的促进作用；2.经营措施对阔叶次生林的林下植物更新短期上起到了促进作用，但长期上对林下植物的更新起到了一定的抑制作用；3.经营措施对阔叶次生林林下植物多样性和更新层有显著影响，但不同经营措施对不同林分类型林下更新影响有差异，同一林分，不同间伐强度间林下植物更新也存在差异4.经营措施对阔叶次生林林下树种的更新起到了积极影响，增加了林下树种种类，但不同间伐强度和不同林分对林下树种更新均有不同程度的影响。
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论文作者:布日古德
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签：林下论文; 混交林论文; 强度论文; 杉木论文; 林分论文; 多样性论文; 指数论文; 《基层建设》2019年第4期论文;