全 文 ：林业 科学 研究 1 9 9 5 , 8 (4 ) : 4 0 8一 4 1 2
F o re st R e sea rc 入
不同间伐强度杉木林下植被
发育及生物量研究 ‘
熊有强 盛炜彤 曾满生
摘要 对江西分宜县山下林场 1 4 、 16 地位指数级杉木林不同间伐强度固定样地林下植被作了
研究 。结果表明 , 植物种组成 、重要值 、结构 、盖度及生物量均随间伐强度而不同 。对 照与弱度间伐的
盖度与生物量均小于中度与强度间伐的 , 前者分别为 35 % ~ 60 % 与 1 50 一 3 o 0 k g / hm , , 后者分
别为 7 0 % 一80 %与 5 0 0 一 7 0 0 k g /h m , 。 中度和强度间伐都可以促进林下植被良好发育 .
关键词 杉木人工林 、 间伐 、 林下植被 、 生物量
杉木 (C u n n in g h a m ia la n c e o la ta (L a m b . )H o o k . )人工林地力衰退严重 [ , , , ] , 寻找解决这一
问题的途径 已成为当务之急 。过去已有的报道表明 , 当林下植被达到一定的生物量时(如 5 0 0
k g / hm
,
)
, 对土壤的微生物区系 , 土壤酶活性及养分含量产生 明显作用 , 即发展林下植被对杉
木人工林保持地力有利〔, 一 ‘〕。 但如何发展林下植被 , 采取什么方法促进杉木人工林林下植被的
发育呢 ? 1 9 9 3 年在江西分宜县中国林科院亚热带林业实验 中心的山下林场 , 对 10 a 前设立的
不同立地 、 不同间伐强度的林下植被进行了样方调查 , 研究了不同立地 、不同间伐强度杉木人
工林林下植被发育状况 , 以此提供一个发展林下植被的途径和方法 。
1 研究地概况和研究方法
1
.
1 研究地概况
研究地点位于江西分宜县山下林场 , 27 0 30 ‘ N , 1 14 “30 ‘ E , 属亚热带湿润季风气候类型 , 年
均温 1 7 . 9 ‘C , 降水量达 1 6 0 m m 。 地貌为丘陵 , 土壤为红壤 , 成土母岩以页岩和沙页岩为主 。
植被属 中亚热带常绿阔叶林类 型 , 现有林木以杉木 、马尾松 (Pi nu : m as son ia na L a m b . )人工林
为主 。
试验地位于山下林场田背 。林分为 1 9 7 4 年营造的杉木人工林 , 1 9 8 2 年 (10 年生 )进行 4 种
间伐处理 , 即强度 、中度 、弱度间伐与对照 , 1 4 、 16 两个地位指数级均为 3 次重复 , 标准地按 50 0
m
,
(2 5 m x Zo m )进行设置 。 样地进行了 3 次间伐 , 1 9 8 6 年间伐结束 , 1 9 9 1 年复查为 19 年生 ,
1 9 9 3 年底调查时为 21 年生 。 试验地因远离村庄 , 林下植被的生长发育很少受人为干扰 。 间伐
试验前后林分情况见表 1 。
1
.
2 研究方法
在每块固定样地内 , 机械均匀设置 l m 又 l m 植被调查小样方 10 个 , 按常规记载种类 、株
数 、盖度 , 以及生物量等内容 ; 并按调查材料 , 分别按主要植物种类统计重要值 。 林分共设固定
19 94一 0 2一1 8 收稿 。
熊有强工程师 , 曾满生 (中国林业科学 研究院亚热带林业实验中心 江西分宜 3 36 6 0 0) ;盛炜彤 (中国林业科学研究院
林业研究所 ) 。
, 本研究系 1 9 8 9 ~ 1 9 9 3 年国家自然科学基金资助的“杉木林下植被群落对土坡肥力影响研 究 ”的一部分 。 张效林同志
参加部分外业调查工作 .
3 期 熊有强等 :不同间伐强度杉木林下植被发育及生物量研究
表 1 调查地间伐前后杉木林分基本情况
鱼315247地位指数 处 理 伐前株数 留存株数
l司伐强度
(株写 )
平均脚径 平均高
(m )
(单位 : h m Z )
蓄积量
00自月了⋯行J八J吐人”.止11.
对照
弱度
中度
强度
4 5 9 0 4 3 2 0 0
5 3 4 0 3 7 6 0 2 9
.
6
4 6 9 0 2 8 8 0 3 8
.
6
4 3 6 0 2 0 4 0 5 3
.
2
黑 11
12
l1
12
2 9 8
.
2
3 0 4
.
8
3 1 1
.
6
2 3 3
.
8
‘b内09’
.⋯9曰Q‘反J任、立”.1叮‘月了内匕O†.⋯,曰几J工‘†1”.n61ŽJO”4. 02.9J性亡一b对 照弱度中度
强度
4 6 8 0 3 4 0 0
5 4 0 0 2 9 8 0
4 4 2 0 2 1 0 0
4 3 8 0 1 3 2 0
样地 17 块 , 记载各项测树因子 。
2
.
1
结果分析
不同立地不同间伐强度林下植被发育状况
2
.
1
.
1 林下 植被 类型及 密度与盖度 调查
的林下植被分两种立地条件 。 一是分布于山
坡中部 、中上 部 , 湿度 中偏干 , 地位指数 14 ,
林下植被 以狗脊 (w O d w a rd ia ] aP on ica ( L .
F
.
)
s
m ) 和 铁 芒其 ( D i c ra , :OP t e r i s J ic 人o t o m a
( T h u n b
.
) Be r n h
.
) 为主 ;二是分布于山坡中
下部 , 比较湿润 , 地位指数 16 , 林下植被以 狗
脊 等 多 种 蔗 类 及 淡 竹 叶 (肠户han th e ru m
g ra ci le B r o n g n
.
)为主 。 但两个指数级在不同
间伐强度下植物种类 、密度与盖度又有不同 。
表 2 杉木林不同间伐强度下林下植被发育状况
指数级 间伐强度 植物种类 密 度
( 株 / m Z )
盖 度
( % )
3 5
.
3
4 4
.
1
::
0Cg自月了Q乙,一Ž曰
亡Jg翻山弓0no6CJOUj任rJ冉bŽ9102
O†八JJ江‘b11,自曰9
对照
弱度
中度
强度
对照
弱度
中度
强度
1 3
1 4
1 4
1 5
对照和弱度间伐的种类 、密度及盖度相对较少 , 而中度与强度间伐的种类 、密度及盖度相对较
多 , 盖度最大的可以达到 80 %以上 (见表 2 ) 。
2
.
1
.
2 林下植被组成与结构变化 表 3 表明不同间伐强度下优势种是不同的 , 而同一优势种
的重要值等特征值也是不同的 。
14 指数级的林分 , 对 照和强度间伐的优势种 为狗脊 、乌韭 (St en ol o m a 。h us a n “ m ( L . )
C hi n g )
、芒其 , 重要值以狗脊为最大 , 。. “~ 0 . 98 , 其次为乌韭 , 重要值 0 . 41 ~ 0 . 6 1 , 芒其的重
要值较低 , 0 . 3 ~ 0 . 38 , 作用与地位不如狗脊和乌韭 。 中度和强度间伐的林分 , 以芒其为最主
要 , 重要值达 0 . 8 , 而狗脊变为次要地位 ,重要值 0 . 30 一 0 . 36 , 同时增加了灌木优势种 , 如榷木
( 乙哪妒 e ta lu m c h i n e n s is ( R . B r ) O liv . ) 和 毛药红 淡 (A d i n a n d ra m ille t ti i (H o o k . e t A m . )
B e nt h
.
)
, 而且灌木的生物量占 50 %以上的比重 。
1 6 指数级的林分 ,对照与弱度间伐的优势种主要为蔗类 , 除狗脊重要值达到 0 . 92 ~ 0 . 94 ,
占绝对优势 , 其他蔗类重要值在 0 . 15 一 0 . 4 之间 , 有凸轴蔗 (Me tat he 柳te 八: s p . ) , 复叶耳蔗
(A ra ch ni od es sP p
.
) 及鳞毛蔗 (。, oP ter is sP p . ) ;此外 , 还有淡竹叶和毛药红淡 , 重要值不高 。
中度和强度间伐林下 , 狗脊的地位 有所下降 , 如中度间伐的以淡竹叶为主 , 重要值达 。. 68 , 而
林 业 科 学 研 究 8 卷
狗 脊重要值只 0 . 46 ; 同时灌木 已成为主要 成分 , 如 山僵 (Lt’n d era r efl ex a H e n sl . ) , 杜茎 山
(何口e s a ja Pon ic a (T h u n b . ) M o r it z i) , 其生物量比重达 5 5 % ~ 4 6 % (见表 3 ) 。
不同间伐强度除了对林下植被种类成分有较明显的影响外 , 对于植被结构也有较大影响 ,
在两个指数级的林分中 ,对照和弱度间伐 , 无明显垂直分化 , 基本是单层的 ;而中度和强度间伐
的是复层的 , 有明显垂直分化 , 包括灌木层和草本层 , 草本层还可以划分出亚层 。 如 16 指数级
强度间伐样地 , 第一层为灌木层 , 主要有摧木 、拎木 (E u 长y a s p p . ) 、毛药红淡 、杜茎 山等 , 高度
1 0。 。m 以上 , 盖度 2 0 % ~ 2 5% ;第二层为草本层 , 以狗脊为主的蔗类植物 , 高度 60 ~ 70 。m , 盖
度 50 % 一 60 % ; 在草本层 中还可划 出一个亚 层即淡 竹叶层 , 高度 40 ~ 50 。m , 盖度 10 %一
15 %
。 即间伐强度大的林下植被层次结构分化较为明显 。
表 3 林下植被优势种及其特征统计
样地号 指数级 间伐强度 相密
相 对
优势度 重要值
灌木生物量占总
生物量 (% )
相 对度频
1 4 对 照
0
.
1 3
0
.
1 3
6 6
6 1
3 3
对度一231
9 8
4 1
3 8
q”左‘L丹七01Ž
.⋯0onC†
优势种
名 称
狗 脊
乌 韭
铁芒其
脊韭狗乌
1 4 弱 度
一了匕QUC6八石nJg自匕
.⋯八曰日00”1O†叮矛UO1QŽ“”b巴Jg曰‘迭八Jg月”日匕n, .1l9n.⋯n00CU
铁芒其
铁芒箕
1 4 中 度
0
.
1 2
0
.
1 0
0
.
1 0
1 4 强 度
铁芒箕
狗 脊
毛药红淡
0
.
1 6
0
.
3 3
0
.
1 8
0
.
1 3
0
.
3 9
0
.
1 1
0
.
0 7
0
.
4 1
0
.
0 7
0
.
0 6
脊木狗桂
0
.
1 6
0
.
0 8
0
.
0 8
0
.
0 8 :::;
狗 脊 0 . 25 0 . 4 9 0 . 1 8 0 . 9 2
1 6 对 照 凸轴蔗鳞毛蔗
复叶耳旅
0
.
1 3
0
.
0 9
0
.
0 5
0
.
10
0
.
07
0
.
05
0
.
0 9
0
.
1 1
0
.
0 5
0
.
3 2
0
.
2 7
0
。
1 5
连压J任UOOO”
‘区‘,9月
.⋯000乙n6,目,直0.⋯n”00内b匕J月侍八Jl人1月人nU.⋯OCŽ…日016 弱 度 狗 脊鳞毛蔗淡竹叶
毛药红淡
:
‘
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0
.
09
0
.
0吕 :⋯;;
.皿且幽b工LJ几”0J浮门八O八,,‘通啥1占o0n乙9曰1孟口dCO八U
. .
.⋯0八钊onƒ日ŽnC”
Ž匕9一一h口」,曰10ƒU自⋯016 中 度
00口,Ž1三”O,曰自口
.⋯0n00OJn6ƒI,工n甘0八U.⋯八曰”Un”J任O亡Jt了,”10八U.⋯n†八UOC甘IV : 16 强 度
淡竹叶
狗 脊
复 叶耳蔗
山 摄
狗 脊
鳞毛蔗
杜茎 山
淡竹叶
2
.
2 不 同立地不同间伐强度下林下植被生物量的变化
2
.
2
.
1 林下植被生物量 从表 4 可以看出 , 林下植被生物量 , 不管是那一种立地 , 均随间伐强
度而增加 。 而林下植被生物量大的林分维护地力的能力也强 , 根据姚茂和等人的研究 [a. 们证明
了林下植被生物量达到 s t /h m Z 以上时 , 就有土壤改良作用 。 本项调查表明 , 弱度间伐的不能
3 期 熊有强等 :不同间伐强度杉木林下植被发育及生物量研究
显著地增加林下植被生物量 , 只有中度 、强度间伐经过 10 a 以后林下植被生物量有可能达到 5
~ 7 t / hm
Z 。 如只从加强林地 自肥能力说 , 杉木林间伐强度应该提高 , 至少达到中度 , 中龄林时 ,
每公顷保留株数 , 14 指数的应在 2 9 0 株以下 , 16 指数的应在 2 10 株以下 。
2
.
2
.
2 林 下植被 生物童 与履 盖度 的 关 系 表 4 杉木不同间伐强度下林下植被生物最
生物量随盖度增长而增加 , 其线性关系式的
相关系数达到 0 . 8 。 具体两个指数级林下植
被生物量与盖度关系见表 5 。 利用这个关 系
式 , 估算生物量 , 可获得较好效果 。
2
.
2
.
3 林下 植被生 物量与林分特征因子 的
关系 表 6 表明林下植被的生物量与间伐强
度呈正相关 ; 优势高与生物量也呈正相关 ; 冠
幅与生物量呈负相关 ;平均胸径与生物量也
呈负相关 。 从上述 4 个 因素可以看出生物量
与 间伐强度 相关最 密切 , 偏相关 系数达 到
0
.
9 ; 其次优势高与冠幅偏相关系数也较高 ,
为 0 . 4 。 4 个因子联合起来 , 几乎能包括全部
影响生物量的变量 , 复相关 系数达到 0 . 98 。
(单位 : k g / hm Z )
指数级 间伐强度 生物量
1 5 0 5
2 9 1 7
4 9 9 0
6 36 4
平均值
对照
弱度
中度
强度
3 9 9 4
再」只只 乙 U U 乙
弱度
中度
强度
3 4 6 8
5 2 3 2
7 16 4
4 4 6 7
表 5 林下植被生物量与覆盖度的关系式
指数级 关系式
::
W = 一 2 510 + 13 0X
W 一 一 2 839 + 13 lX
相关系数
R = 0
.
81 9 6
R = 0
.
82 1 5
备注
W 为生物量([ )
X 为覆盖度(% )
表 6 林下植被生物量同林分特征的关系式
林分特征 关 系 式 复相关系数 偏相关 系数
l司伐浊度 入 1
优势高 X Z
平均胸径 X 3
冠幅 X -
生物量 甲
W = 5 3 8 6
.
4 + 1 2 0 4 3
.
6 X
I
+ 2 5 2
.
IX Z 一 3 8 9 . 7 X 3
一 1 2 12 . 2 X -
P复 ~ 0 . 9 8 3 0
R
一
= 0
.
9 15 5
R Z一 0 . 4 0 0 1
R
3
= 一 0 . 3 8 3 2
R ; 一 一 0 . 4 15 7
3 结语与讨论
(l) 间伐强度不同 、立地质量优劣都影响林下植被的生长发育 。
(2 )林下植被的植物种数 、种的组成 、密度 、盖度 、层次 、生物量都随间伐强度的增大而增
加 ; 与对照相比弱度间伐的上述因素增加不明显 , 中度与强度间伐增加十分明显 。 其覆盖度可 、
达 6 0 % 一 7 0 % , 而生物量可达 5 一 7 t / h m Z 。
(3) 较大强度的间伐是促进杉木人工林林下植被生长发育的重要途径 , 其间伐强度应达到
4 0 %以上 , 才能有较好效果 。
(4) 林下植被的生物量可以通过植被的覆盖度 , 或林分的特征因子 (如间伐强度 、优势高 、
平均胸径 、冠幅等 )测定值进行估计 。
(5) 根据中国林科院童书振 、刘景芳的研究 , ’ , 加大间伐强度 , 如以中度和强度的计算 , 主
l) 童书振 , 刘景芳 . 杉木林抚育间伐强度试验 (鉴定材料 ) . 杉木速生丰产林优化密度控制技术 (总报告) . 1 9 91 . 49 ~ 67 .
4 12 林 业 科 学 研 究 8 卷
伐材与间伐材两者相加后的损失约为 7 % 一 10 % , 但净现值基本不损失 , 或稍有增加(因中 、大
径木增加 ) 。 但促进林下植被发育 , 保持地力 , 可使下一代杉木人工林的生长量不下降 , 或少下
降 。 因此加大杉木人工林的间伐强度是可行的 , 应予提倡 。
参 考 文 献
方奇 . 杉木连栽对土壤肥力及其林木生长的影响 . 林业科学 , 19 87 , 2 3 (4 ) : 2 89 ~ 297 .
李 昌华 . 杉木人工林和阔叶杂木林土壤养分平衡因素的初步研究 . 土壤学报 , 198 1 , 18 (3 ) : 25 5 ~ 2 61 .
姚茂和 , 盛炜彤 , 熊有强 . 林下植被对杉木林地力影响的研究 . 林业科学 , 1 9 91 . 27 (6) : 6 4 ~ 6 4 7 .
姚茂和 , 盛炜彤 , 熊有强 . 林下植被对杉木林地力影响的研究 . 林业科学研究 , 19 1 , 4 (3 ) : 2 46 一 25 2 .
A S t u d y o n th e D e v elo Pm e n t a n d B io m a ss o f U n d e r g r o w th
V e g e ta tio n in C h in e s e Fir P la n ta tio n w ith
D iffe r e n t T h in n in g In te n s itie s
X io
n g YO
u 叮ia n g S h e n g W e ito , , 9 Z e n g M a n sh e n g
A b st r a e t T h e u n d e
r g ro w th v e g e t a tio n p o s itiv e ly p la ys a r o le o n 5 0 11 fe r t ilit y m a in te
-
n a n e e in fo r e s t p la n t a t io n
.
T h e im p r o v e m e n t o f 5 0 11 fe r t ility e a n b e a e hie v ed th r o u g h th e d e
-
v e lo p m e n t o f t h e u n d e r g r o w th
v e g e ta t io n
.
In t hi
s p a p e r
,
t h e s t u d y w a s e o n d u e t e d to e x p lo
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.
T he s t u d y s ite s
w e r e lo e a te d a r the h illy a r e a s w ith 1 4 a n d 1 6 s ite
一
in d e x in S h a n x ia Fo r e s r Fa r m
,
F e n yi Co u n
-
ry o f Jia n g x i Pr o v in e e
.
T h e s t u d y sh o w e d tha t th in n in g in t e n s ity e o u ld in flu e n e e th e d e v e lo p
-
m e n t o f u n d e r g r o w th v e g e ta t io n s ig n ifie a n tly
,
i
, e , th e s p e e ie s e o m p o s it io n
,
im p o r ta n t v a lu e
,
s t r u e t u r e
, e o v e r a g e a n d b io m a s s o f th e u n d e r g r o w th v e g e ta r io n v a
r ie d g r e a tly b y d iffe r e n t
rhin n in g in t e n s itie s
.
T h e u n d e r g r o w th v e g e t a t io n e o v e r a g e a n d bio m a s s in t he s t a n d s w itho u t
rhin n in g (C K ) o r w it h rh in n in g o f lo w in t e n s it y w e r e 3 5写一 6 0 % a n d 1 5 0 0 ~ 3 0 0 0 k g / hm Z
r e s p e e t iv e ly
,
w hie h w e r e m u eh le s s th a n th o s e in th e s ta n d w ith m id d le a n d h ig h in t e n s ity
t hin n in g
,
i
, e , 7 0 %一 8 0 % a n d 5 0 0 0 一 7 0 0 0 k g / h m Z r e s p e e t iv e ly . It w a s e o n e lu d e d tha t th e
m id d le a n d h ig h in te n sity rh in n in g e a n p r o m o t e the d e v e lo p m e n t o f u n d e r g r o w th v e g e t a t io n
in C h in e s e fir Pla n t a tio n
.
K e y w o r d s Ch in e
s e fir p la n ta t io n
,
th in n in g
, u n d e r g r o w th v e g e t a tio n
,
bio m a s s
X io n g Yo u q ia n g
,
E n g in e e r
,
Ze n g M a n she n g (T he E x p e r im e n ta l C e n t r e o f Su b t r o p iea l Fo r e s t r y
,
CA F Fe n yi
,
J认呢 x i
3 3 6 6 0 0 ) ; She n W e it o n g (T he R e sea r e h In s tit u te o f Fo
r es t r y , C A F)
.
林业科学 研究 1 9 9 5 , 8 (4 ) : 4 1 3 ~ 4 1 6
F o re s t R 己sea rc h
温周对马尾松毛虫光照周期反应的影响 ‘
李兆麟 贾凤友 何 忠 侯无危
摘要 在恒温和变温条件下 , 进行了马尾松 毛虫的光照周期试验 , 平均温度为 27 . 5 ℃ , 恒温与
变温的临界光周值分别为 1 3 h 3 m in 和 13 h 46 m in , 肯定了温周对马尾松毛虫光照 周期反应的影
响 。 文章还结合作者在江西使用临界分化日方法预测当地马尾松毛虫二 、三代分化的实例 , 强调了
温周 , 特别是温 、光联合效应 , 在生产实践中对马尾松毛虫 生长发育的重要性 。
关键词 马尾松毛虫 、 温周 、 光照周期反应
过去关于松毛虫光照周期反应的报道 〔’一“〕, 绝大多数都是在恒定条件下的试验结果 。 在 自
然界 , 不仅光照时数有着季节变化 , 温度除了长时间的季节变化外 , 还有着每 日的周期变化 。近
年 B e o k 等 〔, 一 ”〕对昆虫的温周反应有了不少报道 。 实际上 , 世界上所有生物的生命表现 , 都是
对包括光照 、温度在 内的所有影响因子综合反应的结果 。 为了进一步澄清在 30 O N 附近 , 由光
照周期反应决定的马尾松毛虫二 、三代分化 中温周的影响 。 故进行了以下试验 。
1 试验安排
1
.
1 马尾松毛虫临界光周值的测定
试验处理的方法 、条件 、设备同参考文献「1」。
试虫为室内饲养的第三代马尾松毛虫 (De n d ro li m us Pun ct at us W a lk e r ) 。 待室内饲养的第
二代虫羽化 、产卵后 , 收集足够的卵 , 用同一天孵化的初孵幼虫进行试验 。
恒温 : 27 . 5 ℃ 士0 . I C ;变温 : 每日最高为 30 ℃ , 最低为 23 C , 根据自记钟的记录 , 计算出
其平均温度为 27 . S C 。
1
.
2 马尾松毛虫的饲养试验
在临界光周 (L : D 一 13 . 5 : 10 . 5) 条件下分批 (不同时间)进行 。 每批试验都是在同一定时
钟控制的光周条件下 , 用同一天孵化的初孵幼虫 , 分别在恒温及变温两种情况下进行 。
2 试验结果及讨论
(l) 表 1 和图 1 、 2 , 是恒温和变温条件下 , 马尾松毛虫在不同光周条件下的生长发育情况 ,
其临界光周值分别为 13 h 3 m in 和 13 h 46 m in 。 在变温条件下 , 不仅临界光周值增大 , I ~
Iv 龄幼虫的历期也 明显延长 , 且拖长的程度随龄期的增长而加大 , 尤以临界光周附近为突出 。
(2) 表 2 表明 , 除第三批试验编号 6 的结茧率有些异常外 , 所有结果都显示 : 恒温条件下 ,
幼虫的幼龄存活率 、发育速度和结茧率都高于变温 , 而幼虫历期 , 变温却高于恒温 。 这些结果 ,
反映了温周对马尾松毛虫的生长发育有着重要关系 。
1 9 94一 0 1一0 3 收稿 。
李兆撰研究员 , 贾凤友 (中国林业科学研究院森林保护研究所 北京 10 0 0 91 ) ; 何忠 , 侯无危 (中国科学 院动物研究
所 ) 。
. 本文为“八五 ”国家自然基金重点项 目“森林主要害虫 (松毛虫)自然控制的机理研究 ”部分内容 。