全 文 ：宜昌市郊柏木人工林林下植被发育及生物量研究
朱元恩1 , 姚冬梅2
(1.长江大学园艺园林学院 , 湖北 荆州 434025;2.三峡职业技术学院 , 湖北 宜昌 443003)
摘要:通过对宜昌市郊柏木人工林从幼龄林 、 中龄林至近熟林 3 个阶段林下植被发育及生物量的研究 , 结果表
明:林下乔木 、 灌木和草本植物数量有不同程度增加 , 但常绿树种几乎没有增加;林下灌木层由强阳性种趋向
中性种 , 林下草本层由栗褐苔草和地果占优势变为蕨类植物占优势;柏木更新不良显著影响林下灌木层和草本
层平均高度和平均盖度的变化 , 但总体趋势是增加的 , 只是平均密度有所下降;林下草本层和死地被物层的生
物量呈增加趋势 , 但受柏木更新不良影响 , 灌木层生物量呈现出先减少后增加的变化趋势。
关键词:柏木;人工林;林下植被;生物量;宜昌
中图分类号:S791.41;S718.556 文献标识码:A 文章编号:1002-6622(2007)02-0052-05
A Study on the Development and Biomass of Undergrowth Vegetations
in Cupressus funebris Plantations in Yichang Suburbs
ZHU Yuanen
1 ,YAO Dongmei2
(1.College of Hort icalture and Gardening , Yang tze Universi ty , Jingzhou 434025 , Hubei , China;2.Y ichang Vocational and Techni-
ca l College , Yichang , 443003 Hubei , China)
Abstract:This paper studies the development and biomass of undergrow th vegetations of y oung -age
plantations , middle-age plantations and near-mature plantations of Cupressus funebris in Yichang
suburb.The results show that , f rom young plantations and middle-aged plantations to near-mature
plantations , number of arbor species , shrub species and herbaceous species increase to a dif ferent ex-
tent , but everg reen arbo r nearly not increased.dominant species of shrub layer changed from strong-
masculine to relatively neutral , dominant species of herb layer changed from carex brunnea and ficus
tikoua to pteridophyte.Bad regeneration of Cupressus funebris had a dist inct effect on the average
height and cover of shrub layer and herb layer , which increased on the w hole ,but average densi ty de-
scended a lit tle.Biomass of herb layer and canopy f loor increased ,but as a result of bad regeneration of
Cupressus funebris , biomass of shrub layer descended earlier , and increased af terw ard.
Key words:Cupressus funebris , plantations , underg row th vegetat ions ,biomass ,Yichang
收稿日期:2006-09-15;修回日期:2007-01-19
基金项目:湖北省教育厅自然科学基金重点项目“宜昌市城乡交错带森林生态恢复机理研究”(B200612009)
作者简介:朱元恩(1971-), 男 ,湖南岳阳人 , 讲师 ,博士生 , 主要从事环境生态学研究。
柏木(Cupressus funebris)人工林是宜昌市郊主
要植被类型之一 ,系上世纪前中期原有天然针阔混
交林遭大规模毁灭性砍伐后 ,采用柏木单一树种经
多年恢复性造林形成 。柏木喜钙质土 ,耐干旱和贫
瘠 ,是宜昌地区造林的优良先锋树种 。但柏木生长
慢 ,干材可利用性差 ,易受雪压和大柏毛虫危害 。柏
木人工林低质低效 ,在生态功能和景观美学价值上
与地带性植被的常绿阔叶林相去甚远 。按照演替理
2007 年 4 月
第 2 期
林业资源管理
FOREST RESOURCES MANAGEM ENT
April.2007
NO.2
论 ,单靠自然恢复 ,时间长 ,成效慢 ,人工更新改造促
进其演替进程则可使其尽早发挥良好的综合效益 。
植被恢复的主体虽然是乔木 ,但林下植被作为生态
系统的组成部分 ,它在促进人工林养分循环和维护
地力方面具有重要作用[ 1] 。林下植被恢复也是森林
植被整体功能恢复过程中的重要环节和必然趋
势[ 2] 。本文对宜昌市郊不同龄级柏木人工林林下植
被进行了研究 ,以揭示其林下植被发育规律。
1 研究区概况
研究地点位于宜昌市郊范围内 , 111°17′～ 111°
23′E , 30°36′～ 30°45′N ,海拔 70 ～ 200m ,具有典型
的丘陵地貌特征 。年平均气温 16.9℃,年活动积
温 5 373.7℃, 无 霜期 272.4d , 年 平 均降 水 量
1 114.5mm ,主要集中于 4—10月 ,年平均相对湿度
76%,属亚热带季风气候。区内土壤主要为由砂页
岩发育而成的黄棕壤 ,少量为石灰岩发育而成的钙
质土。现存植被有柏木人工林 、柑桔林及少量灌木
林和灌草丛。柏木人工林一般与农田和柑桔林呈镶
嵌格局 ,在 20世纪 80年代初实施封山育林前长期
受人为干扰 ,封育后得到了较好的休养生息 ,但目前
林冠层仍十分单一 ,仅近熟林阶段偶见棕榈 、复羽叶
栾树 、白栎 、栓皮栎 、苦楝进入乔木层。
2 研究方法
在研究区内设柏木幼龄林 、中龄林 、近熟林
20m×20m 样地各 4个 ,在各样地内用对角线法设
5m×5m灌木样方 5个 ,调查 DBH<4cm 的所有木
本个体 ,包括乔木幼树和幼苗 ,测定种名 、株数 、高度
和盖度。在每个灌木样方内设 1个 1m×1m 草本
样方 ,测定种类 、株数 、平均高度和盖度。草本层
统计包括草质藤本和蕨类植物 ,柏木 1 年生苗和地
果也记入草本层 ,同时记录每个 20m×20m 样地所
出现的物种 ,生境因子记录海拔 、坡度 、坡向 、土层厚
度等 。
生物量以地上部分生物量代替 。灌木层和草本
层生物量测定为在每个20m×20m 标准地内设有代
表性 1m ×1m 样方 5个 ,全部齐地割砍 ,灌木按枝
干 、叶 ,草本按地上部分称量鲜重并分别取样 。凋落
物(包括分解和半分解)也采用样方收获法 ,与灌木
层和草本层同步进行。在实验室将上述样品于
80℃恒温烘至恒重后换算成单位面积干重生物量。
野外调查于 2005年 9月下旬至 10月中旬进行 。
3 结果与分析
3.1 不同龄级柏木人工林林下植被种类
调查结果见表 1—表 4 。
根据本次调查 , 3 个龄级柏木人工林下共有植
物 92种 ,其中蕨类植物(Pteridophy ta)8种 ,裸子植
物(Gymnospermae)2种 ,双子叶植物(Dicoty ledone-
ae)69种 ,单子叶植物(Monocotyledoneae)13 种 ,乔
木幼树 22种 ,灌木 37 种 ,草本植物 33 种 , 92种植
物中包括木质藤本 6种 ,草质藤本 4种。
从表 4可以看出 ,从幼龄林 、中龄林到近熟林阶
段 ,乔木 、灌木和草本植物种数均有不同程度增加 ,
但常绿乔木种几乎没有增加 ,柏木 、樟树和棕榈是 3
个龄级共有的种 ,近熟林阶段增加了女贞和杉木两
个种 ,但属偶见种 ,可能与人为干扰有关。林下常绿
乔木种没有增加 ,可能与缺乏母树和种源有关 ,因该
地区柏木人工林与农田和柑桔林呈镶嵌格局 ,四旁
绿化的常绿树种也很少 。林下草本种的增加趋势最
为明显 ,原因是林分郁闭后 ,林下生境条件的改善 ,
利于喜阴湿的蕨类和草本植物大量侵入。
不同发育阶段柏木人工林林下植被变化表现出
明显的规律性 。幼龄林的郁闭度较低 ,林下植物以
阳性种占优势 ,乔木种以柏木幼树占绝对优势 ,灌木
种以牧荆 、盐肤木 、皱叶鼠李和小果蔷薇占优势 ,但
整个灌木层以柏木幼树占绝对优势。而中龄林阶段
林下柏木幼树数量大幅度减少 ,其他乔木种数和频
度有较大提高 ,但柏木幼树的植株数量仍稍多于其
他乔木种。柏木幼树数量减少明显与林分郁闭后对
光因子的竞争加剧有关 。中龄林下灌木种仍以阳性
的牧荆 、盐肤木为主 ,中性的竹叶椒 、铁仔等的频度
有明显增加。至近熟林阶段 ,林下乔木种已变为以
棕榈 、樟树 、白栎 、山胡椒 、栓皮栎等为主 ,柏木幼树
成了偶见种 ,连柏木 1年生苗也仅偶见于林窗下 ,这
可能与林分郁闭后 ,林冠与草本层大量的蕨类形成
阴湿环境 ,光照和温度因子不利于柏木种子萌发和
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幼苗幼树更新有关。近熟林的灌木种以牧荆 、竹叶
椒 、野花椒 、扁担木为主 ,但灌木种的频度和数量明
显减少 。近熟林阶段雪压木较多 ,大概为 90 ～ 120
株·hm-2 ,雪压木形成的林窗下一般草本植物种类
较丰富 。
54 林业资源管理 第 2 期
表 3 不同龄级柏木人工林下草本种类
植物名称 幼龄林 中龄林 近熟林 植物名称 幼龄林 中龄林 近熟林
井栏边草(Pteris mu lti f ida) √ √ 马兰(Kalimeris in dica) √ √
苦荬菜(Lxeris dent icula te) √ √ √ 栗褐苔草(Carex brunnea) √ √ √
荻(Miscanth us sacchari f lorus) √ 茜草(R ubia cordi folia) √
雀稗(Paspalum thunbergi i) √ 白英(Solan um lyratum) √
野茼蒿(Gynura crepidioides) √ 碎米莎草(Cyperus i ria) √ √
对马耳蕨(Polyst ichum tsus-simense) √ 里白(Hicr iop teri s glauca) √ √ √
玉竹(Pp lygonatum odoratum) √ 山麦冬(Liriope spicata) √
贯众(Cyr tomium for tunei) √ √ 薯蓣(Dioscorea opposita) √
千里光(S enecio sca ndens) √ 白茅(I mperata cylin drica l) √ √
盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis) √ 蜈蚣草(Pter is vi ttata) √ √ √
金线钓乌龟(S tephania cepharan tha) √ 伏地堇菜(Viola grayi) √ √ √
荩草(Ar thra xon hisp idus) √ √ √ 黄鹑菜(Y oungia japonica) √ √
细穗腹水草(Veronicastrum stenostachyum) √ 狗尾草(Setaria vir idi s) √
蕨(P teridium aqui linum) √ 龙葵(Solan um nigrum) √
爵床(Rostellu laria procumbens) √ √ 凤尾蕨(Pter is neryosn) √ √ √
三脉紫莞(Aster ageratoides) √ 斛蕨(Drynaria for tunei) √
野菊(Dend ranthema indicum) √ √
表 4 不同龄级柏木人工林下植被物种数
植被类型 幼龄林 中龄林 近熟林
乔木幼树 8 15 20
灌木 22 26 33
草本 10 17 28
合计 40 58 81
相对于灌木层 ,林下草本层随着发育进程的变
化趋势较为明显 ,幼龄林以阳性的栗褐苔草和地果
占绝对优势 ,近熟林则以蕨类占绝对优势 ,喜荫生的
细穗腹水草和山麦冬的频度和多度也较大。层间植
物种数的增加也主要是在近熟林阶段 ,该阶段林下
植物种类和数量的大量增加 ,对于地力的恢复是有
利的 。
3.2 不同龄级柏木人工林林下植被结构
从表 5可以看出 , 3个龄级柏木人工林灌木层
平均高度以幼龄林最高 ,近熟林次之 ,中龄林最低 ,
平均盖度则以近熟林最高 ,幼龄林次之 ,中龄林最
低 ,这与从幼龄林至中龄林阶段柏木大量自然稀疏
有直接关系。灌木层平均株数均较低 ,一方面是柏
木幼树数量减少 , 而统计中将植株高不超过 20cm
的蔓性灌木地果计入了草本层 ,另一方面可能是其
他树种的幼苗幼树在与草本层的蕨类对立地的竞争
中处于不利地位 ,导致数量减少。因为调查中发现
在近熟林中 ,不仅柏木 1年生苗仅偶见于林窗下 ,而
且其他乔灌木树种的 1年生苗也很少 ,这对柏木人
工林林下植被发育是不利的。从幼龄林 、中龄林到
近熟林阶段 ,草本层平均高度和平均盖度均逐渐升
高 ,但近熟林草本层平均密度较中龄林有大幅减少。
幼龄林与中龄林阶段草本层平均高度均偏低的主要
原因是数量和重要值占绝对优势的栗褐苔草和地果
平均高度在0.1 ～ 0.15m之间 ,而近熟林阶段草本层
平均高度和平均盖度有大幅提高 ,平均密度则有大
幅度减少 ,主要是占优势的蕨类平均高度在0.3 ～
0.5m 之间 ,且具簇生特点 。
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表 5 不同龄级柏木人工林植被结构
项目 幼龄林 中龄林 近熟林灌木层 草本层 灌木层 草本层 灌木层 草本层
平均密度 (株 m2) 4.63 111.05 4.05 117.35 2.22 75.1
平均高度 m 1.48 0.12 0.70 0.17 1.12 0.32
平均盖度 % 41.00 36.02 37.99 55.94 48.52 72.26
3.3 不同龄级柏木人工林林下植被生物量
不同龄级柏木人工林林下植被生物量如表6所示。
随着林下植被发育进程 ,从幼龄林 、中龄林到近
熟林阶段 ,柏木人工林林下灌木层 、草本层及死地被
物层生物量基本呈增加趋势 ,但中龄林灌木层生物
量较幼龄林灌木层生物量有较大幅度减少 ,主要原
因是林分趋于郁闭 ,加速了种类竞争 ,使柏木幼树大
量减少 ,样地调查中发现幼龄林和中龄林均有较多
濒死木和枯立木即是佐证;幼龄林下植被生物量中 ,
以灌木层占绝对优势 ,也与柏木更新较好 ,柏木幼树
所占比重较大有关;草本层生物量仅占 6.16%,这
与占优势的栗褐苔草植株较小有关;从中龄林到近
熟林阶段 ,灌木层 、草本层和死地被物层的生物量所
占比重基本没有发生变化。
表 6 不同龄级柏木人工林林下植被生物量
群落类型 灌木层 草本层 死地被物层 总计生物量 (t·hm-2) 比例 % 生物量 (t·hm-2) 比例 % 生物量 (t·hm-2) 比例 % 生物量 (t·hm-2) 比例 %
幼龄林 4.80 75.83 0.39 6.16 1.14 18.01 6.33 100
中龄林 2.64 48.62 0.66 12.15 2.13 39.23 5.43 100
近熟林 5.87 50.21 1.43 12.23 4.39 37.55 11.69 100
4 小结
通过对从幼龄林 、中龄林到近熟林阶段柏木人
工林林下植被发育进程的分析 ,可得出:林下植被的
乔灌草物种数量有不同程度增加 ,其中乔木幼树和
草本植物增加较多 ,但常绿树种几乎没有增加;林下
灌木层由强阳性种趋向中性种 ,林下草本层由栗褐
苔草和地果占优势变为蕨类植物占优势;林下灌木
层和草本层的平均高度和平均盖度总体呈增加趋
势 ,但随着林分郁闭 ,柏木出现更新不良 ,幼苗幼树
数量显著减少 ,导致林下灌木层的平均高度和平均
盖度有先降后升的变化;林下灌木层和草本层的平
均密度有所下降 ,可能与蕨类的大量繁殖不利于其
他树种的更新发育有关;林下灌木层 、草本层和死地
被物层的生物量总体呈增加趋势 ,表明立地条件得
到改善 ,为人工促进林下植被发育创造了条件。因
此要促进林下植被发育 ,可结合近熟林的雪压木清
理进行疏伐 ,适当抑制蕨类过度繁殖 ,并补植栎类 、
樟树 、刺楸 、山胡椒 、棕榈等树种 ,促其向针阔混交林
演变。
参考文献:
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