细叶云南松天然林林分结构与林下植被多样性研究

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林分结构是评价林分稳定性的综合性指标,在天然林保护和经营中起到重要作用;林分结构对林下植被多样性产生影响,是维持森林生态系统稳定性的关键因素。细叶云南松(Pinus yunnanensis var. tenuifolia)是我国特有的树种,细叶云南松(Pinus yunnanensis var. tenuifolia)天然林受环境因素的限制,其分布范围较窄,同时由于生态环境的破坏及不适当的经营措施,导致细叶云南松天然林林分组成简单、林分稳定性降低、林分质量低劣、生态效能下降。如何通过合理的人为干扰,调整森林结构,提高林分质量及林地生产力,实现生产功能及生态效能协调可持续发展,是细叶云南松经营迫切需要解决的问题。本研究以广西雅长兰科植物国家级自然保护区分布的细叶云南松天然林为研究对象,在全面踏查的基础上,选择未经人工干扰、立地条件相似的林分,设置100m × 100m的大样地,在大样地中设置25个20mx20m的小样地。调查样地内所有活立木(DBH>5cm).幼树(TH≥30cm, DBH<5cm)、幼苗(TH<30 cm)的种名、树高(苗高)、胸径(地径)、冠幅,并用全站仪定位每个植株的三维坐标(x,y,z);草本层的调查采用对角线法设置125个1m×1m的小样方,并调查物种种名、株数、盖度、多度、平均高度、频度等,进行林分非空间结构、空间结构及林下植被多样性研究,主要研究内容及结论如下:1.林分结构分析。林分结构分析包括非空间结构和空间结构的研究,非空间结构研究活立木的直径结构和树高结构,空间结构分析了全样地中活立木、小树(DBH<20cm)、大树(DBH≥20cm)的角尺度、人小比数、混交度的结构参数一元分布和二元分布。结果表明:(1)直径结构的偏度系数、峰度系数均为正值,径阶分布曲线左偏,中小径阶的树木较多,分布较集中;而细叶云南松的平均胸径占绝对优势,偏向大径阶,林下幼苗更新不足,同时对正态分布和Weibull分布函数拟合效果显著。主要的6大伴生树种栓皮栎(Quercus variabilis)、黄毛青冈(Cyclobalanopsis delavayi)、铁坚油杉(Keteleeria davidiana)、列叶柃(Eurya distichophylla)、小果珍珠花(Lyonia ovalifolia var. elliptica)、西南桦(Betula alnoides)的直径分布大部分用对数正态分布和Weibull分布函数拟合效果显著,有利于树种的更新,小径阶的幼树、幼苗较多。(2)树高分布曲线左偏,偏向幼树,分布较离散;细叶云南松的树高也占绝对优势,偏向高的大树、幼树分布较少;细叶云南松和六大主要伴生树种树高分布曲线大多对三大分布函数拟合显著,六大主要伴生树种的幼树分布较多。(3)全样地活立木的角尺度、大小比数、混交度的结构参数一元分布和二元分布表明:细叶云南松天然林林分中的大部分活立木处于混交和随机分布状态;不同优劣态势的活立木多数与其他树种伴生;随机分布的活立木四周一般有其他树种;不同优劣态势的活立木多数处于随机分布状态。整体处于随机分布、中庸状态、中度混交,该天然林林分空间结构处于稳定状态,有利于群落的发展。(4)小树(DBH<20crn)的角尺度、大小比数、混交度的结构参数一元分布和二元分布,样地中所有的小树整体处于随机分布、中庸状态、中度混交,说明该天然林林分中的小树处于稳定状态,小树的数量处于绝对优势地位,有利于天然林的更新。(5)大树(DBH>20cm)的角尺度、大小比数、混交度的结构参数一元分布和二元分布,样地中所有的大树整体处于随机分布、绝对优势地位、高度混交状态,说明大树的生长处于绝对优势的地位,而大树的主要组成树种为细叶云南松,该细叶云南松天然林群落结构稳定。2.林下植被多样性分析。对林下植物物种总体、重要值、物种丰富度指数(S)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、基于Simpson指数的均匀度指数(JD)、基于Shannon-Wiener多样性指数的均匀度指数(JH)进行计算,结果表明:(1)细叶云南松天然林垂直结构明显,植物物种数表现出:灌木层>乔木层>草本层。其中乔木层和灌木层共有22个植物种,分属16科20属。草本层植物共5种,分属4科5属。乔木层主要以松科(Pinaceae)和壳斗科(Fagaceae)树种为优势种;灌木层以壳斗科(Fagaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)树种为优势种;草本层以禾本科(Gramineae)、里白科(Gleicheniaceae)物种为优势种。(2)细叶云南松天然林下植被灌木层各树种重要值排名前3的依次是小果珍珠花(Lyonia ovalifolia)、栓皮栎(Quercus variabilis)、黄毛青冈(Cyclobalanopsis delavayi);草本层各物种重要值排名前三的依次是铁芒箕(Dicranopteris dichotoma)、金丝草(Pogonatherum crinitum)、五节芒(Miscanthus floridulus)。细叶云南松天然林样地的各物种多样性指标灌木层均大于草本层。(3)不同坡位的物种多样性指数,随着坡位的上升,灌木层物种丰富度指数呈递减状态,草本层先递减再递增状态;灌木层Simpson多样性指数在不同的坡位上先递减后回升的趋势,草本层的无明显规律;灌木层Shannon-Wiener多样性指数在不同的坡位上先递减后回升的趋势,草本层无明显规律;灌木层、草本基于Simpson指数的均匀度指数随着坡位的变化均无明显的规律;基于Shannon-Wiener旨数的均匀度指数亦无明显规律。
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