全 文 ：退耕还林尾叶桉模式和任豆模式的植被调查
吴昌应1 , 韦许梅2 , 石海明2 , 庄嘉2 , 赖家业2＊　
(1.广西巴马瑶族自治县民安林场,广西巴马 547500;2.广西大学林学院广西南宁 530005)
摘要　采用固定样地和随机样地的方法对广西大化县退耕还林尾叶桉模式和任豆模式植被进行了调查 ,分析两种退耕模式的植被种类
数、植被覆盖度、植被群落的变化及其物种多样性。结果表明:两种退耕模式林下植被种类数均呈上升的趋势 , 且林下植被种类数之间
并没有很显著的差异;两种退耕模式林下植被覆盖度均呈逐年上升趋势 ,且林下植被植被覆盖度之间亦没有很显著的差异;尾叶桉模式
多样性指数呈灌木层>草本层 ,而任豆林则呈现出草本层>灌木层的进化演替初期群落的状态;尾叶桉林下植被中 ,灌木优势种类相对
比较丰富 ,草本优势种类亦比较丰富 ,而任豆林下植被中 ,灌木优势种类比较单一 ,而草本优势种类则比较丰富。
关键词　退耕还林;物种多样性;退耕还林模式;尾叶桉;任豆
中图分类号　S 11　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2008)07-02765-03
Investigation of Vegetation in Eucalyptus urophylla and Zenia insignis Models for Conversion of Cropland to Forest
WU Chang-ying et al　(Minan Forest Farm of Bama county in Guangxi province, Bama , Guangxi 547500)
Abstract　 The vegetation in Eucalyptus urophylla and Zenia insignismodels for conversion of cropland to forest in which Dahua countywere investigated
by the way of fixed sample and random sample.The number of vegetation , vegetation fraction, movement of vegetation communities and species diversity
were also anyalzed.The result showed that:Ascending trend in the number of vegetation are found in two models for conversion of cropland to forest , and
therewas no significant difference between the two vegetations.The result of vegetation fraction are the same to the the number of vegetation.The species
diversity of shrub layer is higher than the herb layer in Eucalyptus urophylla model , but it is opposite to themodel of Zenia insignis , that is The species
diversity of shrub layer is lower than the herb layer.The advantage species of shrub and herb are abundant relatively in understorey vegetation of Eucalyp-
tus urophylla.Understorey vegetation of Zenia insignis , however , the advantage species of shrub is single and the advantage species of herb is abundant.
Key words　Conversion of Cropland to Forest;Species diversity;Models for Conversion of Cropland to Forest;Eucalyptus urophylla;Zenia insignis
　　退耕还林对恢复森林物种多样性 ,改善生态环境 ,充分
利用森林资源有重大的意义[ 1-3] 。近年来 ,有关退耕还林方
面的研究较多[ 1-5] ,但对其林下植被情况的调查及几种退耕
模式之间对比的报道较少 。笔者对广西大化县尾叶桉模式
和任豆模式两种退耕模式林下植被进行调查 ,旨在了解退耕
模式主要树种对林下植被的影响以及恢复进度 ,为今后退耕
工作的顺利开展 ,完善退耕还林理论提供科学依据 。
1　研究区域概况与方法
1.1　概况　大化瑶族自治县位于广西中部 ,属喀斯特地貌 ,
境内峰丛密布 ,东北部和西南部为峰丛洼地 ,东南部多为峰
丛谷地 ,中西部为低山丘陵。红水河贯穿大化全境 ,整体地
势呈西北向东南倾斜。大化县地处南亚热带季风气候区北
缘 ,气候温和 ,雨热同季 ,年平均气温 18.2～ 21.7 ℃。大化县
地貌类型以岩溶地貌和丘陵地貌为主 ,山地地貌地势起伏 ,
山高坡陡 ,土壤多以发育在砂页岩 、变质岩母质上的红壤为
主 ,除了地带性红壤外 ,山地土壤有黄红壤 、黄壤和黄棕壤 ,
岩溶地貌土壤以发育在石灰岩地带的石灰性土为主 ,土层浅
薄 ,土壤干燥贫瘠 。尾叶桉模式固定样地位于 107°38 E ,
23°59 N ,海拔 230 m ,坡向东北 ,坡位中下 ,坡度 35.0°,2003年
4月开始造林 ,种植密度 1 665 株/hm2;任豆固定样地位于
107°45E , 23°52N ,海拔 124 m ,坡向西 ,坡位下 ,坡度 27.1°,
2002年 4月开始造林。
1.2　方法
1.2.1　标准地调查方法。对退耕还林地 ,两种模式分别设
置面积为 20m×20 m的 3个标准地 ,其中 2个为固定样地 ,4
个为随机样地 。调查时将每个标准地分为 4个 10 m×10 m
的小样方 ,分别进行调查 ,记录数据 。乔灌木植物调查内容
基金项目　广西退耕还林工程研究项目(2004-29)。
作者简介　吴昌应(1973-),男 ,广西巴马人, 工程师 ,从事营林工作。
＊通讯作者。
收稿日期　2007-09-07
包括植物组成 、胸径 、树高 、株数 、盖度;草本群落的调查内容
包括植物组成 、株数 、高度 、盖度 。植被种类数 、植被覆盖度
和植被群落均从 2004年开始在固定样地内调查。
1.2.2　指标计算。由于标准地面积相同 ,选用群落物种数
作为丰富度指标;物种多样性用 Shannon-Wiener 指数测度 ,
H=-΢Pi·lgPi ,其中 ,Pi =Ni/N ,Ni 为样方中第 i 物种的个
体数 ,N为样方总个体数[ 6] ;群落优势度(D)用 Simpson指数
测度 ,D =1-΢Pi2 ,其中 ,Pi=Ni/N ,Ni 为样方中第 i物种的
个体数 ,N为样方总个体数[ 7] ;群落均匀度(E)用Pielou均匀
度指数测度 ,E =H/InS ,和 E=D/(1-1/S),其中 , S 为样方
物种总数 ,即丰富度指数[ 8] 。
2　结果与分析
2.1　退耕地林下植被种类数
2.1.1　两种退耕模式林下植被种类数的年际变化。由表 1
可知 ,尾叶桉模式林下植被种类数呈现上升趋势 ,灌木种类
数增长速度比较快。灌草的增长趋势都是 2005年增长剧烈 ,
但 2006年增长比较缓和 ,可能和尾叶桉林的林分郁闭度的发
展有关 ,在前两年林分郁闭度不高时 ,林下灌草生长旺盛 ,到
了第 3年 ,林分郁闭度达到一定程度后 ,对林下植被所接受
到的光照强度和时间造成了影响。也有可能和林下土壤中
所含植物残留繁殖体的丰富度多寡直接相关。任豆模式林
下植被种类数也呈逐年上升趋势 ,但是灌木和草本的增长趋
势不同 ,灌木在 2005年增幅度比较大 ,而草本在 2006年增长
幅度比灌木大 ,且 2005年林下灌木种类要比草本种类多。草
本的增长比灌木的增长要稳定。
2.1.2　尾叶桉 、任豆模式林下植物种类数之间的对比 。方
差分析结果 ,F 0.01(1 ,4)=7.71 ,F0.05(1 ,4)=21.2 ,F =0.38<
F0.05(1 ,4),因此在 α=0.05水平上达不到显著。证明任豆模
式和尾叶桉模式之间林下植被种类数之间并没有很显著的
差异 ,即造林树种并不会对林下植被的植物种类数造成显著
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2008 ,36(7):2765-2767　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　庆 　责任校对　马君叶
的影响。引起差异的原因主要是林分所处地貌特征 ,退耕前
垦种情况 ,退耕前对地力造成的影响以及土壤中残留植物繁
殖体的数量有关。
表 1　两种模式林下植被种类数年际变化
Table 1　Annual changes of vegetation species under two models
分项
Subentry
尾叶桉模式
Eucalyptus urophylla model
2004年 2005年 2006年
任豆模式
Zenia insignis model
2004年 2005年 2006年
灌木 Shrub 6 23 25 2 21 22
草本 Herb 9 23 24 9 19 24
总和 Total 15 46 49 12 40 46
2.2　退耕地林下植被覆盖度
2.2.1　尾叶桉和任豆模式林下植被覆盖度年际变化。尾叶
桉模式林下 2004、2005 、2006年的植被覆盖度分别为 50%、
60%、70%,呈逐年上升趋势 ,但是增长幅度并不大 ,且覆盖度
也不大 ,可能由于固定监测样地每年都要监测调查 ,对林下
植被干扰强度过大 ,影响了植被的生长恢复。任豆模式林下
2004、2005 、2006年的植被覆盖度分别为 85%、93%、98%,植
被覆盖度亦呈逐年上升的趋势 ,并且恢复程度较好 ,到 2006
年为止 ,覆盖度已达 98%,生态效益功能基本得到发挥。
2.2.2　两种模式林下植被覆盖度差异性分析 。方差分析结
果证明尾叶桉模式和任豆模式之间林下植被覆盖度之间并
没有很显著的差异。但是任豆林下植被平均覆盖度比桉树
要高出许多。任豆作为恢复树种 ,有可能会获得比尾叶桉更
好的生态效益 。
2.3　多样性指数
2.3.1　两种模式之间多样性分析。物种多样性指数是把物
种数 、个体数 、分布特性等信息结合起来的一个统计量 , 能
定量反映群落或境中物种的丰富度 、变化程度或均匀度 。因
此 , 可以用多样性指数来定量表征群落和生态系统特征[ 9] 。
由表 2 可以看出 ,物种多样性丰富度指数(R)在 14.67 ～
22.33 ,Shannon-Weiner 指数在0.64～ 0.91 , Simpson指数在 0.50
～ 0.76 ,均匀度指数(E)在 0.23 ～ 0.28 ,均匀度指数(E′)在
0.54～ 0.80 ,均表现出相同的特征 ,即尾叶桉模式多样性指数
呈灌木层>草本层 ,而任豆林则呈现出草本层>灌木层的进
化演替初期群落的状态 。证明如果尾叶桉和任豆模式下土
壤中植物残留繁殖体相差不大的情况下 ,尾叶桉比较快到达
稳定状态。
表 2　两种模式多样性指数
Table 2　Diversity index of two models
造林模式
Afforestationmodel
丰富度指数
Abundance index(R)
Shannon-Weiner指数
Shannon-Weiner index
Simpson指数
Simpson index
均匀度指数
Uniformity index(E)
均匀度指数
Uniformity index(E′)
尾叶桉
Eucalyptus urophylla
灌木Shrub 22.33 0.91 0.75 0.24 0.60
草本Herb 16.33 0.73 0.66 0.24 0.57
任豆　
Zenia insignis
灌木Shrub 14.67 0.64 0.50 0.23 0.54
草本Herb 19.67 0.83 0.76 0.28 0.80
2.3.2　两种模式之间多样性指数的对比。方差分析结果 ,证
明任豆模式和桉树模式之间林下植被种类数之间并没有很
显著的差异 ,引起差异的原因主要是林分所处地貌特征 ,退
耕前垦种情况 ,及退耕前对地力造成的影响。
2.4　退耕林植被群落
2.4.1　尾叶桉模式植被群落年际变化。尾叶桉模式植被群
落由 2004年的尾叶桉—莠竹群落演替到 2005年的尾叶桉—
地桃花+台湾相思—莠竹群落 ,到了 2006年 ,则演变成尾叶
桉—台湾相思+杜茎山—莠竹群落 。2004年林下植被主要
以草本群落为主 ,虽然有灌木种类存在 ,但是其盖度远远低
于草本盖度 ,也没有发现优势种的存在。到 2005年 ,灌木逐
渐发展起来 ,地桃花和台湾相思逐渐成为灌木层中的优势
种。到 2006年杜茎山替代地桃花成为灌木层另一个优势种 ,
而台湾相思则继续占有其优势地位 ,草本方面 ,莠竹始终是
群落中的优势种。
2.4.2　任豆模式植被群落年际变化。任豆模式植被群落由
2004年的任豆—黄背草群落演替到 2005年的任豆—水蔗草
群落 ,到 2006年则演变成任豆—地桃花—鬼针菊+水蔗草+
莠竹群落。前2年 ,林下群落主要以草本群落为主 ,灌木都没
有很好地发展起来 ,而且优势种演替速度很快 , 2004年以黄
背草为主 , 2005年则以水蔗草为主 ,到 2006年地桃花成为群
落中灌木层的优势种 ,而鬼针菊和莠竹也逐渐发展起来 ,与
水蔗草一起成为了草本层共同的优势种 。
2.4.3　两种模式之间植被群落的比较。
表 3　两种模式之间植被群落对照
Table 3　Comparison on vetetable community of two models
模式
Models
样地
Sampling site
群落类型
Community types
尾叶桉
Eucalyptus
urophylla
固定
Fixed
尾叶桉-台湾相思+杜茎山-莠竹群落
Eucalyptus urophylla-Acacia confusa Merr+Maesa
japonica (Thb.) Moritzi-Microstegium nodosum(Kom.)Tzvel community
都阳随机
Random in
Duyang
尾叶桉-台湾相思-蔓生莠竹群落
Eucalyptus urophylla- Acacia confusa Merr-Microste-
gium gratun (Hack)A.Camus community
古河随机
Random in
Guhe
尾叶桉-土牛漆-白茅群落
Eucalyptus urophylla-Achyranthes aspera L.-Imperata
cylindrica (Linn.)Beauv community
任豆　
Zenia insignis
固定
Fixed
任豆-地桃花-鬼针菊+水蔗草+莠竹群落
Zenia insignis-Urena lobata Linn-Bidens bipinnata L+ Apluda mutica Linn +Microstegium nodosum(Kom.)Tzvel community
随机1
Random 1
任豆-地桃花-白茅+马唐群落
Zenia insignis-Urena lobata Linn-Imperata cylindrica(Linn.)Beauv+Digitaria community
随机2
Random 2
任豆-地桃花-飞机草+荩草群落
Zenia insignis-Urena lobata Linn-Eupatorium odora-
tum L.+Digitaria community
　　由表 3可知 ,任豆林下植被中 ,灌木优势种类比较单一 ,
而草本优势种类则比较丰富 ,而尾叶桉林下植被中 ,灌木优
2766 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2008年
势种类相对比较丰富 ,草本优势种类亦比较丰富。群落类型
从某个角度也可以反映出了其群落的演替进程 ,对于处于发
展演替初期的群落 ,主要以草本为主 ,因此会表现出草本层
的优势种的数量比较多 ,而灌木层优势种则比较单一。因
此 ,可以推断 ,尾叶桉林下植被的发展进程相对于任豆来讲
稍快一些。
3　小结与讨论
(1)对大化县退耕还林尾叶桉模式和任豆模式植被情况
的调查 ,结果可知 ,尾叶桉林呈现出快速恢复的状态 ,林下植
被中 ,灌木的优势度逐渐显现;任豆林则恢复速度略低于尾
叶桉林 ,林下植被以草本为主;不同的退耕造林树种 ,对其林
下植被种类数以及覆盖度等并没有显著的影响。
(2)在退耕地的固定样地中 ,草本覆盖度最大。这是由
于所调查的模式均为退耕初期的林分 ,处于群落演替的初
期 ,在此期间 ,土壤具有一定的水土保持能力 ,生长的多为一
些耐旱喜光的草本植物。而在草本植物把生态环境改善后 ,
灌木会逐渐侵入 ,但是在演替初期 ,灌木还没有发展到阻碍
草本生长的阶段 ,因此 ,在调查结果中 ,林下植被中草本层占
优势。由于固定样地为固定监测点 ,每年对其进行监测时 ,
对其林下植被造成了干扰 ,因此演替进程在一定程度上受到
阻碍。另外还有许多不确定因素的影响 ,如生物践踏 、不确
定的气候因素的变化等 ,都有可能影响到群落的生存和发
展。而且由于两种模式的退耕林均处于发展状态 ,植物种类
均处于上升状态 ,群落各层植物种类数均随林分年龄增加而
增加。
(3)调查中发现 ,尾叶桉模式林下植被覆盖度相对比任
豆模式比较小 ,任豆模式的覆盖度比较高 。根据推测 ,任豆
林下植被覆盖度较高于尾叶桉林下可能是由于土壤肥沃度
以及林分郁闭度等的愿意。据了解 ,在任豆林中 ,林下的灌
草都是经过人为经营措施的 ,其生物量在一定程度上都处于
半分解的状态中。而在尾叶桉林中 ,很多灌草都是自然枯
萎 ,凋落或者是桉树自然整枝的结果 。所以在土壤肥沃度方
面 ,任豆模式要比尾叶桉模式肥沃。再者 ,任豆林分的郁闭
度要比尾叶桉林分的郁闭度要低 ,因此透过任豆林到达临夏
植被的光照强度和时间也会比较有利于林下植被的生存和
发展 ,综合以上条件 ,使得任豆林下植被生长情况比尾叶桉
林下植被要好。而任豆林下植被丰富度指数低于尾叶桉 ,可
能由于尾叶桉林下土壤中植物残留体比任豆林下要高 。又
或者是任豆林下植被演替发展速度稍低于尾叶桉模式。
参考文献
[ 1] 王世昌 ,卢爱英 ,王世裕.山西省偏关县退耕还林地物种多样性及其
保护[ J] .山西林业科技 ,2006, 12(4):33-35.
[ 2] 郑佳丽,高国雄 ,王荣秀 ,等.北川河流域退耕还林还草地主要植物群
落物种多样性研究[ J] .水土保持研究, 2006 ,8(4):101-106.
[ 3] 贾俊姝,李文忠 ,高国雄 ,等.大通县退耕还林不同配置模式物种多样
性的研究[ J] .西北林学院学报 ,2006, 21(3):1-6.
[ 4] 沈迪玉,宫渊波 ,鲜骏仁 ,等.广元市退耕还林区林下物种多样性分析
[ J] .四川农业大学学报 ,2005, 9(3):327-331.
[ 5] 黄庆丰,高健,吴泽民.巢湖低丘不同森林类型物种多样性数量特征研究[ J] .安徽农业大学学报 ,2003,30(2):163-167.
[ 6] SHANNON C E,WEAVER W.The mathematical theory of communication [M] .
Univ:Illinois Press ,Urbana , 1949.
[ 7] SIMPSON EH.Measurement of diversity[ J] .Nature ,1949, 167:688.
[ 8] MAGURRAN A E.Ecological diversity and its measurement[M] .New Jersy:
Princeton University Press, 1988.
[ 9] 李景文.森林生态学[M] .2版.北京:中国林业出版社, 1994:212.
(上接第 2650页)
黄 、死亡等胁迫症状 。
(2)随着 Pb-Cd复合浓度的增加 ,天竺葵的株高呈下
降趋势 。处理④、⑤、⑥、⑦的株高分别比对照下降 24%、
29%、34%和 37%。
(3)随着 Pb-Cd复合浓度的增加 ,天竺葵地上和地下
的每株干重均呈下降趋势 ,而且对根的抑制程度明显高于
地上部分 ,原因是天竺葵吸收的镉和铅均主要分布在根部 ,
因此对根的生长产生较大的影响。
(4)处理②～ ⑥镉的地上及地下部分积累量均高于铅 ,
镉 、铅的富集系数及转移系数均呈下降的趋势;镉和铅之间
存在拮抗作用 ,且相互抑制地下向地上的转移量。
参考文献
[ 1] 张从.污染土壤生物修复技术[M] .北京:中国环境科学出版杜 , 2000:1
-42.
[ 2] MCGRATH SP ,ZHAO F J, LOMBI E.Plant and rhizosphere processes involved
in phytoremediationof metal-contaminated soils[ J] .Plantand Soil , 2001, 232(1/
2):207-214.
[ 3] REEVES R D ,BAKER JM.Metal-accumulating plants[ C] //RASKIN H, ENS-
LEY B D.Phytoremed iation of Toxic Metals:Using Plan ts to Clean Up the
EnvironmentLondon:John Wiley&Sons, Inc., 2000:193-230.
[ 4] 周启星 ,黄国宏.环境生物地球化学及全球环境变化[M] .北京:科学出
版社, 2000.[ 5] 孙约兵 ,周启星.镉超富集植物球果 菜对镉、砷复合污染的反应及其
吸收积累特征[ J] .环境科学 ,2007, 28(6):1355-1360.
[ 6] 付庆灵 ,吕意 ,黎佳佳 ,等.生菜对灰潮潮土重金属Cd-Pb污染的反应
与矿质元素吸收[ J] .农业环境科学学报, 2006,25(5):1153-1156.
[ 7] 赵菲佚 ,翟禄新, 陈荃,等.Cd-Pb复合处理下对植物膜的伤害初探
[ J] .兰州大学学报 ,2002, 38(2)115-119.
[ 8] 何翠屏 ,王慧忠.重金属镉、铅对草坪植物根系代谢和叶绿素水平的影
响[ J] .湖北农业科学 ,2003(5):60-63.
[ 9] 鲍士旦.土壤农化分析[M] .3版.北京:中国农业出版社, 2000.
[ 10] 梁利芳,张丽霞,杨肖伟,等.稀土镧及其配合物对植物铅、镉单一及
复合污染的作用[ J] .广西师范学院学报 ,2002,19(1):69-73.
[ 11] FAYIGA A O , MA L Q , CAO X D , et al.Effects of heavy metals on growth
and arsenic accumulation in the arsenic hyperaccumulator Peris vittata L.[ J]
Eneironmental Pllution, 2004, 132(2):289-296.
[ 12] 王学峰,师东阳.Cd-Pb复合污染在土壤-烟草系统中生态效应的研
究[ J] .土壤通报 ,2007, 38(4):738-740.
[ 13] 陈英旭,林琦 ,陆芳 ,等.根系对环境中重金秘史铅、镉富集的修复作
用[ J] .浙江大学学报 ,2000, 26(1):61-66.
276736卷7期　　　　　　　　　　　　　　吴昌应等　退耕还林尾叶桉模式和任豆模式的植被调查