金沙江头塘小流域五种类型人工林林下植物多样性研究

1、金沙江头塘小流域五种类型人工林林下植物多样性研究 报告人：师 楠 专业：生态学 时间：2011.4.13主要内容n一、该研究的目的、意义n二、研究方法n三、结果分析n四、结论与讨论一、该研究的目的意义n金沙江流域在云南省境内流域面积为10191万km2，流域内地势南高北低，金沙江沿岸山高坡陡，河谷深切，地形破碎，属生态脆弱地带，是长江中上游土壤侵蚀最为严重的地区和主要砂源区，自1992年7月用袋苗上山造林以来，该区域植被得到了不同程度的恢复，沿河的荒山及坡耕地得到了有效治理，水土流失面积减少。在天然植被被破坏殆尽的今天，人工林生态系统在陆地生态系统中的作用不可忽视，开展人工林物种多样性的研究更

2、显得尤为必要。人工林物种多样性的提高，可有效减轻林分病虫害的发生，增加生态系统的稳定性 。二、研究方法n1、样地设置在研究地区林地选择了5个不同植被类型，分别为: 华山松林(the pure forest of Pinus armandi) 云南松林(the pure forest of Pinus yunnanensis) 圣诞树林(the pure forest of Acacia dealbata) 旱冬瓜林(the pure forest of Alnus nepalensis) 云南松华山松混交林(mixed stand of Pinus yunnanensis and Pinus

3、armandi)。 n每个植被类型中，分别设置3块20m20m的样地，选择的样地能最大程度的代表森林群落的特征，植被和环境因子均一。为了说明该区域不同人工林林下植被的多样性，选用金沙江流域白马河林场的云南松（Pinus yunnanensis）原始林的群落物种多样性数据进行对比。白马河林场的地理位置和金沙江头塘小流域类似。 2、植被调查n2010年8月上旬对该区域植被进行调查。首先调查各样地内的植物种类，然后在每块样地随机选取2m2m样方，5次重复。测定各样方内各物种的株数，平均高度及盖度。样方设置3、生物多样性的测定n（1）灌、草层重要值： IV=（相对密度相对频度）/2n（2）物种丰富度（

4、S）=在样地内出现的物种数 n（3）Simpson 指数：D = 1Pi2n（4）Shannon - Wienner指数： H=Pi lnPi n（5）物种均匀度：JSW = H/Hmax，其中 Hmax= ln S。 三、结果分析n1、金沙江头塘小流域人工林林下植物物种组成 金沙江头塘小流域人工林的15块样地中林下植物种类的调查结果表明，该区域的人工林林下共有植物59种，隶属31科。其种数居前5位的科分别为:蔷薇科Rosaceae(18.6%)、菊科Compositae(16.9%)、杜鹃花科Ericaceae(6.8%)、唇形科Labiatae(5.1%)、豆科Leguminosae (3

5、.4%)，可以看出蔷薇科和菊科植物占优势。n计算金沙江头塘小流域不同人工林林下群落物种的重要值，得出云南松林林下群落物种的优势种是爆杖花（Rhododendron spinuliferum），华山松林是猪殃殃（Galium aparine），诞树林是鬼针草（Bidens pilosa），旱冬瓜林是白苞蒿（Artemisia lactiflora），云南松华山松混交林是直角荚蒾(Viburnum foetidum)。各人工林林下优势种不同主要与该群落的立地条件和林分的郁闭度有关。直角荚蒾 爆杖花鬼针草 猪殃殃n白苞蒿2、物种丰富度 n从物种的丰富度来看，华山松林具有较高的物种丰富度，其次是云南松

6、华山松混交林。圣诞树林植被比较单一，仅有9种，且数量稀少。物种丰富度（S）大小排序为：华山松林云南松华山松混交林云南松林旱冬瓜林圣诞树林。n从上图看出云南松林和混交林的灌层物种丰富，而华山松林灌层物种较少，草本层丰富。说明混交林灌草分布均匀。可以看到云南松林、混交林、华山松林的物种丰富度均高于对照原始云南松林，说明金沙江头塘小流域人工林物种丰富。3、草本层植物的多样性指数比较 （1）各样地与对照样地林下草本层Simpson指数的比较 金沙江头塘小流域人工林林下草本层植物的Simpson指数为0.7160.917，对照样地原始云南松林林下草本层植物的Simpson指数为0.727。从图可以看到草

7、本层的Simpson指数（D）按圣诞树林旱冬瓜林云南松林华山松林混交林的顺序依次升高。除圣诞树林外，其余植被的Simpson指数都高于对照原始云南松林。 （2）各样地与对照样地林下草本层Shannon-Weiner指数的比较n从Shannon-Weiner指数来看，金沙江头塘小流域人工林林下草本层植物的Shannon-Weiner指数为1.0312.660，对照样地原始云南松林林下草本层植物的Shannon-Weiner指数为1.696。从图可以看到草本层Shannon-Wiener指数（H）按圣诞树林旱冬瓜林云南松林混交林华山松林的顺序依次升高。除圣诞树林外，其余植被的Shannon-Wei

8、ner指数都高于对照原始云南松林。（3）各样地与对照样地林下草本层Pielou均匀度指数的比较n群落的物种均匀度是指群落中各个物种的多度或重要值的均匀程度，它所表征的是群落观察多样性与群落种数及总个体数相同时的可能最大多样性之间的比率。金沙江头塘小流域人 工 林 林 下 草 本 层 植 物 的Pielou均匀度指数为0.4480.775，对照样地原始云南松林林下草本层植物的Simpson指数为0.682。从图可以看到草本层Pielou均匀度指数（Jsw）按圣诞树林旱冬瓜林云南松林混交林华山松林的顺序依次升高。 4、灌木层植物的多样性指数比较n（1）各样地与对照样地林下灌木层Simpson指数的

9、比较 金沙江头塘小流域人工林林下灌本层植物的Simpson指数为0.5150.857，对照样地原始云南松林林下草本层植物的Simpson指数为0.865。从图可以看到草本层的Simpson指数（D）按圣诞树林华山松林混交林旱冬瓜林云南松林的顺序依次升高。对照样地原始云南松林灌木层植物的Simpson指数均高于金沙江头塘小流域人工林林下灌木层植物的Simpson指数。 （2）各样地与对照样地林下灌木层Shannon-Weiner指数的比较 n金沙江头塘小流域人工林林下灌木层植物的Shannon-Weiner指数为0.8862.052，对照样地原始云南松林林下灌木层植物的Shannon-Weine

10、r指数为2.086。从图可以看到草本层的Shannon-Weiner指数（H）按圣诞树林华山松林旱冬瓜林混交林云南松林的顺序依次升高。从灌木层植物的Shannon-Weiner指数来看，各样地标示的Shannon-Weiner指数均低于对照样地原始云南松林下植物Shannon-Weiner指数。（3）各样地与对照样地林下灌木层Pielou均匀度指数的比较n金沙江头塘小流域人工林林下灌木层植物的Pielou均匀度指数为0.3850.654，对照样地原始云南松林林下草本层植物的Simpson指数为0.949。从图可以看到灌木层的Pielou均匀度指数（Jsw）按圣诞树林华山松林混交林旱冬瓜林云南松

11、林的顺序依次升高。从图7可以看到金沙江头塘小流域人工林林下灌木层植物的Pielou均匀度指数远低于对照原始云南松林。说明金沙江头塘小流域人工林林下各植物物种的数量分布不均匀，优势物种较突出，而原始云南松林下各植物物种个体数量分布比较均匀，优势物种并不突出。 四、结论与讨论n（1）金沙江头塘小流域的人工林林下共有植物59种，隶属31科，蔷薇科和菊科植物占优势。不同人工林林下群落物种的优势种不一样，物种组成差异大。n（2）金沙江头塘小流域五种人工林的物种丰富度华山松最高，圣诞树最低；旱冬瓜林和云南松林林下灌草恢复快，具有较高的生物多样性。华山松林草本层多样性指数是五种人工林中最高的，但是华山松林下

12、灌木种类少，数量也小。原因是华山松林下过度阴湿的生境和较高的乔木层郁闭度，导致灌木层物种丰富度指数较小。n（3）金沙江头塘小流域人工林林下草本层及灌木层的植物物种多样性的基本特征是，人工林的灌木物种多样性显著低于原始云南松林的物种多样性，而草本物种的多样性则相反，即人工林高于原始云南松林。n（4）综上所述，金沙江头塘小流域的五种人工林在生态恢复中都形成了各自的植被类型。云南松林、旱冬瓜林和混交林的灌木层和草本层分布均匀，群落多样性高，在以后的恢复模式中可考虑多种植这类树种。华山松林下缺乏灌木层，草本层物种丰富，这样的群落生态系统稳定性差，容易发生病虫害。圣诞树林的灌草层物种单一，数量稀少。但圣诞树具有生长快，萌生能力强，耐贫瘠的特点，是流域中山地带水土流失严重地区、干旱瘠薄地区植被恢复的优良先锋树种。使用该树种作为退耕还林树种时，应采取抚育间伐等措施，调整为林灌草结合，生态位分化，功能互补的群落结构，充分发挥其生态功能。参考文献n1杨斌 周洪昌等，头塘小流域不同立地类型防护林树种对比试验.J云南林业科技,1999,6(2):17-23n2林开敏,黄宝龙.杉木人工林林下植物物种多样性的研究.J生物多样性,2001,9(2):152-161n3李贵祥，施海静等.