全 文 :西北林学院学报 2015,30(6):76~80
Journal of Northwest Forestry University
doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2015.06.13
福建北部邓恩桉林分植物多样性的特征
收稿日期:2014-11-05 修回日期:2015-07-14
基金项目:福建省教育厅科学项目(JA05228)。
作者简介:陈建忠,男,教授级高级工程师,研究方向:森林培育。E-mail:jycjx238@163.com
陈建忠,龚 辉,刘剑斌,苏少川,颜欢欢,周世勇,胡 静,邓闽忠
(建阳市林业局,福建 建阳354200)
摘 要:以闽北建阳引种的邓恩桉为研究对象,以杉木和马尾松林分作为对比,计算了群落多样性
指数、均匀度指数、优势度指数和丰富度指数,研究在福建北部建阳市引种邓恩桉对林下植物多样
性的影响。结果表明,邓恩桉人工林林下共有植物种19种,高于其他3种林分;多样性指数较高的
是邓恩桉-杉木混交林和邓恩桉纯林,分别为0.756和0.668;优势度指数较大的是杉木和马尾松,
分别为1.000和0.907;均匀度指数较大的是邓恩桉-杉木混交林,为0.267;丰富度指数邓恩桉最
大,为3.909。可见在福建建阳引种邓恩桉不会造成林下植物多样性的减少。
关键词:福建北部;邓恩桉;物种多样性
中图分类号:S718.54 文献标志码:A 文章编号:1001-7461(2015)06-0076-05
Characteristics of Plant Diversity of Eucalyptus dunnii Stand in Northern Fujian
CHEN Jian-zhong,GONG Hui,LIU Jian-bin,SU Shao-chuan,YAN Huan-huan,ZHOU Shi-yong,
HU Jing,DENG Min-zhong
(Forestry Bureau of Jianyang Municipality,Jianyang,Fujian354200,China)
Abstract:Taking Eucalyptus dunnii which was introduced to Jianyang,northern Fujian as research object,
the influences of E.dunnii on the species diversity of understory plants were examined.Cunninghamia
lanceolata and Pinus massoniana stands were used as the controls.The community Shannon-Wiener in-
dex,Pielou index,Simpson index and Margalef index were calculated.Nineteen plant species were found
under E.dunnii stand,higher than other 3stands.The higher Shannon-Wiener indices were found in
mixed stands of E.dunnii-C.lanceolat(0.756)and pure E.dunnii stand(0.668).High Simpson indices
were found in the stands of C.lanceolata(1.00)and P.massoniana(0.907).The Pielou index of E.
dunnii-C.lanceolata mixed stand was 0.267.The highest Margalef index was found in E.dunnii stand
(3.909).It was concluded the that the introduction of E.dunnii did not decrease the species diversity in
Jianyang.
Key words:northern Fujian;Eucalyptus dunnii;species diversity
邓恩桉(Eucalyptus dunnii)在分类上属桃金
娘科桉树属的双蒴盖亚属(subgenus Synphyomyr-
tus)、蓝桉组(section Maidenaria)多枝桉系(series
Viminales),形态特征类似柳桉(Eucalyptus salig-
na)、巨桉(Eucalyptus grandis)[1]。邓恩桉天然分
布于澳大利亚新南威尔士州东北和昆士兰州东南约
40km区域间。邓恩桉树体中等偏大,树干通直,分
枝大而浓密。它的成熟植株树高可达50m,枝下高
一般在30~35m之间,气干木材密度约为800kg
·m-3。其木材的心材呈淡棕红色,边材的颜色和
心材差异不明显。木质粗细中等而均匀,纹理直,纤
维性能好,制浆得率高,是最优秀的浆纸材树种之
一,现为我国南方地区工业原料林基地的主要造林
树种[2-6]。
我国从20纪80年代末开始引种邓恩桉,曾较系
统地测试过邓恩桉的省份有广西、福建和湖南等[7-9]。
福建省建阳市从2000年开始至今已引种栽植邓恩桉
愈300hm2。但桉树曾被一些人认为其可释放有毒
气体,使桉树林下无法生长其他植物,这是由于对桉
树的研究不够深入造成的。本研究以建阳市引种邓
恩桉为研究对象,通过与其他树种进行林下植物多样
性比较,研究邓恩桉对林下植物多样性的影响。
1 研究区概况
研究区在福建建阳市,属中亚热带季风湿润气
候区,气候温和,雨量充沛,四季分明,夏长秋短,秋
冬多雾。年平均温度18.1℃,绝对最低气温为
-8.7℃[10]。试验林分位于建阳市徐市镇回瑶村
103林班08大班050小班和宸前村116林班06大
班090小班以及03大班030小班,其中回瑶村050
小班主要林分为邓恩桉人工林和邓恩桉-杉木
(Cunninghamia lanceolata)混交林、宸前村090小
班为杉木纯林、宸前村030小班为马尾松(Pinus
massoniana)纯林(表1)。对邓恩桉的抚育技术措
施为:造林前为杉木林分,2004年春季进行全面劈
草、炼山、清杂,株行距2m×3m,挖明穴,穴规格
40cm×30cm×30cm,初植密度1 650株·hm-2。
2004年7月进行造林,造林前穴内施钙镁磷基肥
0.25kg后回表土,邓恩桉苗高为10~16cm左右
的容器苗,造林时苗木营养袋土用趋避剂浸湿,以防
止白蚂蚁入侵,驱避剂不能沾到苗木叶子,栽植苗木
的穴面周围撒25g呋喃丹,防止地老虎、鼠害、野兔
破坏。当年9月全面锄草1次,锄草结束后,在苗木
上方挖月牙型沟,施永安智胜生产桉树专用肥0.25
kg,肥料入沟后复土,11月份进行第2次全面锄草
抚育,第2、第3年抚育措施同第1年。
表1 各样地立地因子
Table 1 Sit factors of each plot
样地 地貌类型 海拔/m 坡度/(°) 坡向 土层厚度/cm 立地质量
回瑶 高丘 150~230 27 西北 90 中等肥沃
宸前 低丘 130~280 28 西南 140 中等肥沃
宸前 高丘 120~370 27 西 130 中等肥沃
2 研究方法
2.1 样地调查方法
2013年12月,在邓恩桉人工林、邓恩桉-杉木
混交林、杉木纯林和马尾松纯林中选择海拔、坡向和
土壤类型大致相同的地段各设置3块20m×20m
的标准样地,分别编号,再在12块样地内的四角及
中央设置5个5m×5m的小样地,最后在每个小
样地各设置1个1m×1m的样方。对12个20m
×20m标准样地内的林木进行每木检尺,测定树
高、胸径、冠幅等因子,并记录每个样地内林木种类、
株数。在每个5m×5m和1m×1m的样地内分
别调查灌木层和草本层的植物种类、株数、高度、地
径和盖度等,用于计算物种多样性各指标(表2)。
表2 各样地概况
Table 2 General situations of each plot
样地 林分 林分类型 年龄/a 优势树种 平均胸径/cm 平均树高/m
回瑶 邓恩桉人工林 纯林 9 邓恩桉 11.6 11.5
回瑶 邓恩桉-杉木混交林 混交林 9 邓恩桉、杉木 9.7 8.6
宸前 杉木纯林 纯林 12 杉木 8.4 8.1
宸前 马尾松纯林 纯林 13 马尾松 8.7 7.8
2.2 植物多样性的测度
群落物种多样性采用多样性指数、优势度指数、
丰富度指数和均匀度指数来表示。本研究采用以下
公式来表示物种多样性指数[11-17]。
Shannon-Wiener多样性指数:
H′=-∑pilnpi (1)
Pielou均匀度指数:
E=H′/lnS (2)
Simpson优势度指数:
D=∑p2i (3)
Margalef丰富度指数:
M=(S-1)/lnN (4)
物种数S:为样方中所包含的所有植物种类数;
其中pi=ni/N,ni 为第i个物种的个体数,N 为样
方内物种的总个体数。
3 结果与分析
3.1 群落物种组成
根据调查结果,分别以 A、B、C、D代表邓恩桉
人工林、邓恩桉-杉木混交林、杉木纯林、马尾松纯
77第6期 陈建忠 等:福建北部邓恩桉林分植物多样性的特征
林,分别取代表每种林分3个样地的平均值,则这几
种林分样方内林木的垂直结构(乔木层、灌木层、草
本层)及物种组成(表3)显示,在邓恩桉人工林林分
中,乔木层有4种树种,分别是邓恩桉、杉木、木荷
(Schima superba)和青冈(Cyclobalanopsis glau-
ca),灌木层有9种物种,分别是苦竹(Pleioblastus
amarus)、黄瑞木(Adinandra millettii)、油茶(Ca-
mellia oleifera)、漆 树 (Toxicodendron tricho-
carpum)、乌饭(Lyonia ovalifolia var.elliptica)、
荚蒾(Viburnum dilatatum)、罗浮栲(Castanopsis
fabri)、盐肤木(Rhus chinensis)和山矾(Symplocos
sumuntia),草本层有6种物种,分别是芒萁(Di-
cranopteris pedata)、狗脊 (Woodwardia japoni-
ca)、黑莎草(Gahnia tristis)、白茅(Imperata cylin-
drica)、蕨(Pteridium aquilinumvar.latiusculum)
和五节芒(Miscanthus floridulus);在邓恩桉-杉木
混交林林分中,乔木层有4种树种,分别是邓恩桉、
杉木、木荷和米槠(Castanopsis carlesii),灌木层有
8 种 物 种,分 别 是 苦 竹、檵 木 (Loropetalum
chinense)、乌 饭、黄 瑞 木、苦 槠 栲 (Castanopsis
sclerophylla)、轮叶蒲桃(Syzygium grijsii)、杉木
小苗和木荷小苗,草本层有5中物种,分别是芒萁、
五节芒、黑莎草、商陆(Phytolacca acinosa)和渐尖
毛蕨(Cyclosorus acuminatus);在杉木人工林分中,
乔木层只有杉木1种树种,灌木层有7种物种,分别
是苦竹、黄瑞木、山苍子(Litsea cubeba)、檵木、栲树
(Castanopsis fargesii)、油茶和罗浮栲,草本层有3
种物种,分别是芒萁、五节芒和黑莎草;在马尾松人
工林林分中,乔木层有马尾松和苦槠(Castanopsis
sclerophylla)2种树种,灌木层有苦竹、檵木、黄瑞
木、山苍子和罗浮栲5种物种,草本层有黑莎草、白
茅和狗脊3种物种。从群落整体来看,邓恩桉人工
林共有物种19种,邓恩桉-杉木共有物种17中,杉
木人工林共有物种11种,马尾松共有物种10种。
这说明邓恩桉人工林物种丰富度高于其他林分,直
接表明了在福建北部营造邓恩桉不但不会造成林分
生物多样性的衰弱,而且还会增强林分物种多样性。
表3 不同林分垂直结构物种组成
Table 3 Vertical structure species composition of different standing forests
物种组成 A 株数/株 B 株数/株 C 株数/株 D 株数/株
乔木层 邓恩桉 77 邓恩桉 73 杉木 208 马尾松 77
杉木 19 杉木 82 苦槠 4
木荷 3 木荷 1
青冈 1 木槠 1
灌木层 苦竹 68 苦竹 65 苦竹 32 苦竹 29
黄瑞木 12 檵木 13 黄瑞木 14 檵木 4
油茶 15 乌饭 11 山苍子 2 黄瑞木 3
漆树 8 黄瑞木 13 檵木 1 山苍子 6
乌饭 6 苦槠栲 4 栲树 1 罗浮栲 5
荚蒾 2 轮叶蒲桃 2 油茶 7
罗浮栲 5 杉木小苗 16 罗浮栲 2
盐肤木 1 木荷小苗 7
山矾 3
草本层 芒萁 57 芒萁 75 芒萁 39 黑莎草 10
狗脊 12 五节芒 9 五节芒 3 白茅 4
黑莎草 16 黑莎草 11 黑莎草 8 狗脊 7
白茅 3 商陆 2
蕨 5 渐尖毛蕨 1
五节芒 2
注:A、B、C、D分别代表邓恩桉人工林,邓恩桉-杉木混交林、杉木纯林、马尾松纯林。
3.2 多样性指数比较
取每种林分3个样地均值,则邓恩桉人工林共
有物种19种,邓恩桉-杉木混交林共有物种17中,
杉木人工林共有物种11种,马尾松人工林共有物种
10种。邓恩桉人工林乔木层、灌木层和草本层的
Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别为0.668、
1.475和1.213,邓恩桉-杉木混交林各层 H′分别为
0.756、1.598和0.796,杉木人工林各层H′分别为
0、1.184和1.035,马尾松人工林各层 H′分别为
0.227、0.501和0.412(图1)。乔木层的H′值在几
种林分之间的分布规律为桉杉>邓恩桉>马尾松>
杉木,灌木层的H′值分布规律为桉杉>邓恩桉>杉
木>马尾松,草本层的H′值分布规律为邓恩桉>杉
木>桉杉>马尾松。可见,在福建北部引种邓恩桉
人工林,其林下植物多样性虽然低于混交林,但是高
于福建乡土树种杉木和马尾松,营造邓恩桉不会减
小林下植物多样性。此外,在几种林分中Shannon-
Wiener多样性指数H′在群落层次之间的分布为灌
87 西北林学院学报 30卷
木层>草本层>乔木层。邓恩桉人工林草本层多样
性指数最大,表明营造邓恩桉可增加地表草本的
种类。
图1 不同林分多样性指数比较
Fig.1 Comparison of Shannon-Wiener index of different stands
3.3 群落优势度指数比较
邓恩桉人工林乔木层、灌木层和草本层的
Simpson优势度指数(D)分别为0.630、0.356和
0.409,邓恩桉-杉木混交林各层次 D 值分别为
0.490、0.292和0.607,杉木人工林各层次D 值分
别为1、0.367和0.638,马尾松人工林各层次D 值
分别为0.907、0.420和0.374。乔木层优势度指数
D在几种林分之间分布为杉木>马尾松>邓恩桉>
桉杉,灌木层为马尾松>杉木>邓恩桉>桉杉,草本
层为杉木>桉杉>邓恩桉>马尾松。由于杉木和马
尾松林分中物种种类较少,所以其优势度较大,邓恩
桉人工林中物种种类多,优势种的优势地位明显。
几种林分中Simpson优势度指数D 在群落层次间
的分布大致为乔木层>草本层>灌木层(图2)。
图2 不同林分优势度指数比较
Fig.2 Comparison of Simpson index of different stands
3.4 群落均匀度指数比较
邓恩桉人工林乔木层、灌木层和草本层的
Pielou均匀度指数(E)分别为0.227、0.501和
0.412,邓恩桉-杉木混交林各层 E 值为 0.267、
0.564和0.281,杉木人工林各层E值为0、0.540和
0.273,马尾松各层E值为0.085、0.514和0.450。
乔木层均匀度指数E在几种林分中分布为桉杉>
邓恩桉>马尾松>杉木,灌木层各林分E值相差不
大,草本层为马尾松>邓恩桉>桉杉>杉木。与其
他林分相比,邓恩桉林分各层次均匀度指数处于中
间水平。几种林分中均匀度指数在群落层次间分布
为灌木层>草本层>乔木层(图3)。
图3 不同林分均匀度指数比较
Fig.3 Comparison of Pielou index of different stands
3.5 群落丰富度指数
邓恩桉人工林 Margalef丰富度指数(M)明显
高于其他几种林分,具体在乔木层、灌木层和草本层
的值为3.909、3.760和3.953,邓恩桉-杉木在各层
M 值为3.164、3.282和3.490,杉木在各层M 值为
1.874、2.452和 2.556,马尾松在各层 M 值为
2.048、2.338和2.956。物种丰富度指数的影响因
素主要是物种种类的多少,邓恩桉人工林中物种种
类最多,所以丰富度指数高于其他几种林分。此外,
几种林分钟物种丰富度指数在各层次间差异不明显
(图4)。
4 结论与讨论
通过对比分析邓恩桉人工林、邓恩桉-杉木混交
林、杉木人工林和马尾松人工林的林下植物多样性,
在4种林分中,邓恩桉人工林林下共有物种19种,
高于其他3种林分;Shannon-Wiener多样性指数在
4种林分乔木层分布为桉杉>邓恩桉>马尾松>杉
木,灌木层分布规律为桉杉>邓恩桉>杉木>马尾
松,草本层分布规律为邓恩桉>杉木>桉杉>马尾
97第6期 陈建忠 等:福建北部邓恩桉林分植物多样性的特征
图4 不同林分丰富度指数比较
Fig.4 Comparison of Margalef index of different stands
松;乔木层优势度指数在几种林分之间分布为杉木
>马尾松>邓恩桉>桉杉,灌木层为马尾松>杉木
>邓恩桉>桉杉,草本层为杉木>桉杉>邓恩桉>
马尾松;乔木层均匀度指数在几种林分中分布为桉
杉>邓恩桉>马尾松>杉木,灌木层各林分E值相
差不大,草本层为马尾松>邓恩桉>桉杉>杉木;邓
恩桉人工林 Margalef丰富度指数明显高于其他几
种林分。可见在福建北部引种邓恩桉不会造成林下
植物多样性的减少,更不会出现“林种无飞鸟,树下
无杂草”的现象,邓恩桉人工林可以很好的保存生物
多样性。
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