全 文 ：第 wv卷 第 ts期
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林 业 科 学
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大兴安岭林区沼泽 p森林人工造林效果综合评估
牟长城 孙晓新 倪志英 杨 明 张 娜
k东北林业大学林学院 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 采用样带网格调查方法 o研究大兴安岭 uu年生人工兴安落叶松沼泽林的群落结构 !蓄积量 !植物多样性
及其沿沼泽 p森林过渡带水分环境梯度的变化规律 o并与天然沼泽森林进行对比分析 o结合经济效益及环境影响 o
对沼泽 p森林人工造林效果进行综合评估 o提出沼泽 p森林的分类经营模式 ∀结果表明 }tl天然沼泽林群落建群
种沿沼泽 p森林过渡带环境梯度发生明显的更替 o而人工落叶松沼泽林均以落叶松为优势种 ~天然沼泽林的垂直
结构比人工落叶松沼泽林完整 ~ul人工落叶松沼泽林的蓄积量沿着沼泽到森林方向的环境梯度呈增加趋势kw1vw|
z ∗ y1||s x °v#«°pu¤ptl o而天然沼泽林呈减少趋势ky1y{| { ∗ t1wtt { °v#«°pu ¤p tl ~vl人工落叶松沼泽林的物种
丰富度指数较相应生境地段天然沼泽林提高 | ∗ ux种 o而其 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数和 ϑ¶º均匀度指数却较天然
沼泽林下降了 s1uut w ∗ s1{x{ u和 s1uvw v ∗ s1wsw u ~wl人工落叶松沼泽林的地下水位和泥炭层厚度较天然沼泽林
有所下降k分别下降 tx1x ∗ vy1t ¦°和 |1y ∗ ux1u ¦°l ~xl在沼泽 p森林过渡带内培育落叶松人工林可获得较高经
济效益k投入产出比为 tΒu1w ∗ tΒ|1yl ~yl沼泽森林的分类经营模式为 }典型草本沼泽生境应保持原始状态 o沼泽 p
森林过渡带的中下部生境应培育毛赤杨沼泽林 o过渡带的中上部生境可以培育人工落叶松沼泽林 ∀
关键词 } 大兴安岭 ~人工沼泽林 ~蓄积量 ~植物多样性 ~综合评估
中图分类号 }≥zt{1xw 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlts p ssxt p s{
收稿日期 }ussy p st p tu ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目kvsyzsvw|l ~黑龙江省攻关项目kŠ„su…ysv p xl ∀
Χοµ πρεηενσιϖε Εϖαλυατιον οφ τηε Εφφεχτσ Πλαντινγ ιν
Σωαµ π2Φορεστ ιν ∆αξινγ. αν Μουνταινσ
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k Χολλεγε οφ Φορεστρψo Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txsswsl
Αβστραχτ } ׫¨ ¦²°°∏±¬·¼¶·µ∏¦·∏µ¨ o¶·¤±§√²¯∏°¨ ¤±§³¯¤±·§¬√¨ µ¶¬·¼²© ¤¯µ¦«³¯¤±·¤·¬²±kuu ¤l ¤±§±¤·∏µ¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·º¨ µ¨
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¶·¤·¨¶«²∏¯§¥¨ °¤¬±·¤¬±¨ §¬±·«¨ ¶º¤°³«¤¥¬·o·«¨ Αλνυσ σιβιριχα √¤µq ηιρσυτε ¤±§ Λαριξ γ µελινιι ¶«²∏¯§ ¥¨ ¦∏¯·∏µ¨§¬±·«¨
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Κεψ ωορδσ} ⁄¤¬¬±ª. ¤± °²∏±·¤¬±¶~¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·~¶·¤±§√²¯∏°¨ ~³¯¤±·§¬√¨ µ¶¬·¼~¦²°³µ¨«¨ ±¶¬√¨ √¨¤¯∏¤·¬²±
湿地森林中蕴藏着丰富植物资源 !泥炭资源k王荣芬 ot||wl o又是野生动植物重要生境k’«¯¶²± ετ αλqo
t||z ~郎惠卿等 ot|||l o同时具有涵养水源 !调节河川径流与区域气候 !净化水质等多种生态功能 o对保持生
态平衡和物种多样性具有重要意义k马学慧等 ot||t ~郎惠卿等 ot|||l ∀因此 o目前全球对这类土地的保护和
合理利用问题十分关注 ∀
国外有关湿地森林研究主要集中在湿地森林群落组成结构 !演替规律 !生物多样性 !生产力及退化植被
恢复等方面 ∀如欧洲和北美东部温带泛滥平原森林的演替研究结果表明 }在洪水侵蚀和堆积的生境上首先
是由杨属k Ποπυλυσl !柳属kΣαλιξl和赤杨属kΑλνυσl的一些耐水湿树种形成先锋群落 o经过几十至上百年时间
的发育 o逐渐被栎树k Θυερχυσl !榆树k Υλµυσl !水曲柳k Φραξινυσl和槭树k Αχερl等组成的硬阔叶混交林所取代
k…¤µ±¨ ¶ot|{x ~≥¦«±¬·½¯ µ¨ot||x¤~t||x¥l o且因水淹程度及微地形变化常形成不同的森林群落类型k≥«¤µ¬·½ ετ
αλqot||v ~ ‹²§ª¨¶ot||xl ∀这一演替规律应是温带泛滥平原森林经营的重要依据 ∀温带泛滥平原森林较其邻
近的上部森林具有更高的物种丰富度k‹²§ª¨¶ot||x ~≥¦«±¬·½¯ µ¨ετ αλqoussxl o温带湿地森林也具有较高的生产
力k≥¦«±¬·½¯ µ¨ot||w ~Ž¨¯¯¬¶²± ετ αλqot||{l ∀因此 o温带湿地森林在生物多样性维持及促进区域经济发展方面
具有重要作用 ∀但由于过渡利用及不合理经营 o使得这一宝贵资源遭到了严重的破坏 o如美国密西西比河流
域因发展农业已使早期的 t sss万 «°u 湿地森林减少到 uss万 «°uk¤¦⁄²±¤¯§ ετ αλqot|z|l o但其中大部分土
地由于经常遭受春末夏初洪水危害 o不适宜发展农业 o美国农业部正在实施自然保护区计划与湿地保护区计
划恢复湿地森林k≥«¨ ³¤µ§ot||x ~≥·¤±·∏µ© ετ αλqot||{l o在湿地森林恢复实践中特别重视泛滥平原微生境的变
化及造林树种对生境的要求 o认为地势的微小变化将导致生境质量和树种适应性的较大变化k‹²§ª¨¶ot||z ~
t||{ ~≥·¤±·∏µ© ετ αλqousstl ∀
东北林区是我国湿地森林的主要分布区k郎惠卿等 ot|||l o在维持区域生态平衡和生物多样性保护方面
具有重要作用 ∀目前有关东北湿地森林的研究工作主要集中在湿地森林类型与分布 !形成与演替 !保护与利
用等方面k郎惠卿 ot||y ~郎惠卿等 ot||| ~牟长城等 ot||{ ~usst¤~usst¥~ussw ~牟长城 oussvl ∀而对大 !小
兴安岭湿地的改造利用是学术界争论的焦点问题之一 o即湿地是否应进行排水造林或排水提高林分生产力 o
有些学者认为湿地在维护该地区生态环境和景观完整性以及在生物多样性保护等方面均有不可替代的重要
作用 o对其应以保护和保护性利用为主 o不宜大规模改造造林k徐化成 ousswl ~也有学者认为湿地排水改造
后能够改善生境条件促进林木生长 o对木材生产具有一定的积极意义k李博生等 ot||yl ∀因此 o探讨湿地生
态保护与木材生产相协调的可持续经营途径就显得尤为重要 ∀但目前相关研究工作主要涉及到湿地资源的
合理利用 !排水改造对植被组成结构与动态 !土壤养分循环 !建群种的生长过程等方面的影响研究 o如季节性
积水型湿地适宜改造造林k张武文等 ot||x¥l o湿地经过排水改造或造林后湿生植物类群将逐渐被中生植物
类群所取代 o湿地植物群落逐步向高地森林群落发展k马学慧等 ot||t ~张武文等 ot||yl o土壤的地表形态 !剖
面构造 !水热状况 !理化性质及土壤肥力等有不同程度改善k张武文等 ot||x¤~t||y ~白燕等 ot||y ~许红梅
等 ousssl o并促进了树木的生长k李博生等 ot||yl ∀总之 o目前尚缺乏对湿地人工林生产力与生物多样性的
系统研究 o也没有考虑水分环境梯度的影响以及与相应生境地段天然湿地森林的对比分析 o因此难以客观地
评价湿地人工林的整体功能与价值 ∀
本文以大兴安岭 uu年生人工兴安落叶松k Λαριξ γ µελινιιl沼泽林为研究对象 o采用样带调查和对比分析
方法 o研究人工兴安落叶松沼泽群落的组成结构 !生产力 !生物多样性沿沼泽 p森林过渡带环境梯度的变化
规律 o并与其相应生境地段的天然沼泽林群落进行对比分析 o综合定量评价沼泽 p森林人工造林的效果 o探
讨沼泽 p森林有效恢复与合理利用途径 o以便为科学地经营管理大兴安岭湿地森林资源提供依据 ∀
t 研究区概况与研究方法
111 研究地概况
研究地点位于大兴安岭东南部松岭林业局kxsβs|χ ) xtβuwχ ‘otuvβu|χ ) tuxβxsχ ∞l ∀本区气候属于寒温
带大陆季风气候 o冬季寒冷而漫长 ~夏季温暖 o但时间较短 o最长不超过 t个月 o年平均气温 p v ε o∴ts ε
的积温约为 t yss ε ∀年平均降水量 yss °° oy ) {月的降水量常占全年降水量的 ys h以上 ∀本区的土壤主
要为棕色针叶林土 !暗棕壤 !灰色森林土 o低洼地带还有成片隐域性的草甸土和沼泽土 ∀土壤永冻层在部分
地区呈岛状分布 o而季节冻层则在全区普遍存在 ∀地带性植被为寒温带针叶林 ∀在低洼地带分布有沼泽湿
地及森林与湿地的过渡类型 o如沿着沼泽至森林方向过渡带环境梯度依次分布有典型草本沼泽 !毛赤杨
kΑλνυσσιβιριχα √¤µq ηιρσυταl沼泽林 !白桦k Βετυλα πλατψπηψλλαl沼泽林和兴安落叶松沼泽林 ∀us世纪 {s年代初
对沼泽 p森林过渡区域进行过人工造林改造 o对改造地排水和机械整地 o然后人工栽植了兴安落叶松 o初植
密度为 v sss株#«°pu ~ussx年对林分进行了调查 o林龄为 uu年 o保存率 ws h ∗ ys h o郁闭度为 s1| ∀由于微
ux 林 业 科 学 wv卷
地势的存在 o导致过渡带各部分受水淹的程度和周期各不相同 o从典型草本沼泽到高地森林 o随着地势的升
高 o水淹周期逐渐缩短 o受水淹的程度逐渐减轻 o因而形成了过渡带上从典型草本沼泽到高地森林的水分环
境梯度 ∀由于水分梯度与标准地在过渡带上的距离相对应 o为表述方便 o这里以标准地在过渡带上的距离代
替 o下同 ∀林分平均树高和平均胸径沿沼泽到森林的环境梯度分别为 }人工落叶松沼泽林 v1ux ° !w1yz ¦°ks
∗ tss °l oz1{u ° !|1|s ¦°ktss ∗ uss °l o|1ts ° !tt1{u ¦°kuss ∗ vss °l o|1uv ° !tv1{w ¦°kvss ∗ wss °l ~对
照地天然沼泽林平均树高和平均胸径沿沼泽到森林的环境梯度为 }s ∗ tss ° 无乔木 o其他各地段分别为
{1u| ° !x1uz ¦°ktss ∗ uss °l otu1us ° !{1tz ¦°kuss ∗ vss °l o|1tu ° !w1xt ¦°kvss ∗ wss °l ∀林下植被较稀
疏 o灌木有柳叶绣线菊k Σπιραεα σαλιχιφολιαl !笃斯越橘k ςαχχινιυµ υλιγινοσυµ l !柴桦k Βετυλα φρυτιχοσαl和沼柳
kΣαλιξ ροσµαρινιφολια √¤µq βραχηψποδαl o不能成层 ~草本层可见膨囊苔草k Χαρεξ σχηµιδτιιl !小叶章k Χαλαµαγροστισ
ανγυστιφολιαl !小白花地榆kΣανγυισορβα παρϖιφλοραl !龙江凤毛菊kΣαυσσυρεα αµυρενσισl等 ∀
112 研究方法
t1u1t 调查方法 ussx年 z ) {月对研究地进行调查 o沿着从沼泽到森林方向的过渡带环境梯度 o在人工落
叶松沼泽林和天然沼泽林内分别设置一条宽 us ° !长 wss °的调查样带 o在各样带中每间隔 tss ° o分别设置
一块 us ° ≅ vs °的标准地 o共设置 {块 ∀然后 o将每块标准地划分为 uw个 x ° ≅ x °的样方 o在样方内进行
每木调查 o测定乔木种类 !数量 !年龄k生长锥法l及胸径生长量 o分析蓄积生长量及乔木物种多样性 ~在各标
准地内随机设置 x个 x ° ≅ x °的样方 o调查灌木种类及个体数量 o分析灌木物种多样性 ~在各标准地随机设
置 ts个 t ° ≅ t °的小样方 o调查草本植物种类及其个体数量 o分析草本物种多样性 ∀在每个标准地内 o选
取一个典型地点 o挖土壤剖面 o记述土壤剖面结构特征 o测量泥炭层厚度及地下水位深度 o并结合现有人工沼
泽林的养分影响研究结果 o分析人工沼泽林的环境影响效果 o从而揭示人工兴安落叶松沼泽林群落的组成结
构 !蓄积生长量 !生物多样性沿沼泽 p森林过渡带环境梯度的变化规律 o并与其相应生境地段的天然沼泽森
林群落进行对比分析 o综合定量评价人工造林效果 o探讨沼泽 p森林保护与合理利用途径 ∀
t1u1u 分析方法 tl 林分蓄积量的计算方法 }利用林业部大兴安岭林管局局标准k一元材积表l ~ul 物种
丰富度 Σ € 在样地内出现的物种数 ~vl ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数 }Ηχ € p Εσ
ι € t
Πι ±¯Πι ~wl °¬¨ ²¯∏均匀度指
数 }ϑ¶º € k p Ε
σ
ι € t
Πι ±¯ΠιlΠ¯±Σ ~式中 }Πι 为 ι物种的个体数占所有物种个体数的比例 oΣ为所在样地的物种总
数 o即丰富度指数 ∀
表 1 大兴安岭沼泽森林生态系统乔木层的组成结构(重要值)
Ταβ . 1 Τρεε χοµ ποσιτιον στρυχτυρε οφ σωαµ π2φορεστ εχοσψστεµ
ιν ∆αξινγ . αν µ ουνταινσ (ιµ πορτανχε ϖαλυε , Ις )
环境梯度
∞±√¬µ²±°¨ ±·¤¯
ªµ¤§¶Π°
人工落叶松沼泽林
¤±2°¤§¨ ¤¯µ¦«¶º¤°³2©²µ¨¶·
天然沼泽林
‘¤·∏µ¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·
树种 ≥³¨¦¬¨¶ 重要值 · 树种 ≥³¨¦¬¨¶ 重要值 ·
s ∗ tss 落叶松 Λq γ µελινιι t1sss s ) )
tss ∗ uss 落叶松 Λq γ µελινιι s1ytw w 毛赤杨 Αq σιβιριχα √¤µq ηιρσυτα s1yu{ {
白桦 Β q πλατψπηψλλα s1uuv v 白桦 Β q πλατψπηψλλα s1uz| z
钻天柳 Χq αρβυτιφολια s1tyu v 钻天柳 Χq αρβυτιφολια s1s|t x
uss ∗ vss 落叶松 Λq γ µελινιι t1sss s 白桦 Β q πλατψπηψλλα s1wsv v
) ) 毛赤杨 Αq σιβιριχα √¤µq ηιρσυτα s1w{s v
) ) 落叶松 Λq γ µελινιι s1tty w
vss ∗ wss 落叶松 Λq γ µελινιι t1sss s 落叶松 Λq γ µελινιι s1|zu u
u 结果与分析
211 大兴安岭人工落叶松沼泽林群落结构特征
大兴安岭人工落叶松沼泽林与天然沼泽林群落建群种沿沼泽 p森林过渡带环境梯度的更替规律不同
k表 tl ∀天然沼泽林群落组成和层次结构一般均比较复杂 o除典型草本沼泽外 o均具有明显的乔木 !灌木和
草本 v层垂直结构 o沿着沼泽到森林方向的过渡带环境梯度 o依次出现有典型草本沼泽 !毛赤杨沼泽ky毛 v
白 t钻l !白桦沼泽kx毛 w
白 t落l和落叶松苔草沼
泽kts落l o其乔木层由毛
赤杨 !白桦 !兴安落叶松依
照不同比例混交成林 o且
群落建群种呈现出明显的
更替现象 ~灌木层发达 o
在林下形成以柴桦 !柳叶
绣线菊 !笃斯越橘和沼柳
为主的灌木层 o盖度约为
xs h ∗ {s h ~草本层较发
达 o 形 成 以 大 叶 章
kΧαλαµαγροστισλαυγσδορφφιιl
vx 第 ts期 牟长城等 }大兴安岭林区沼泽 p森林人工造林效果综合评估
和丛苔草k Χαρεξ χαεσπιτοσαl为优势种的草本层 o伴生种有兴安鹿药k Σµιλαχινα δαηυριχαl !七瓣莲k Τριενταλισ
ευροπαεαl !龙江凤毛菊等 o盖度为 zs h左右 ∀而人工落叶松沼泽林群落组成结构比较单一 o垂直层次结构比
较简单 ∀乔木层树种较少 o沿着沼泽到森林方向的过渡带环境梯度 o每间隔 tss ° o群落树种组成结构分别
为 ts落 !y落 u白 u钻 !ts落和 ts落 o均以落叶松为单优种 o仅在个别生境地段混有少量白桦和钻天柳
kΧηοσενια αρβιτιφολιαl o且分布不均匀 ~灌木发育不良 o不能单独成层 o仅见稀疏丛状或单株分布的柳叶绣线
菊 !笃斯越橘 !柴桦和沼柳 o盖度不足 ts h ~草本层稀疏分布一些膨囊苔草 !小叶章 !地榆 !龙江凤毛菊等 o盖
度约为 us h ∗ vs h o没有明显的 v层垂直结构 ∀由此可见 o人工落叶松沼泽林的乔木层 !灌木层和草本层虽
然仍是以湿生植物类群为主体 o但各物种的组成比例和分布状况却与天然沼泽林存在较大的差异 ∀
大兴安岭人工落叶松沼泽林的径级分布沿沼泽 p森林过渡带环境梯度呈现规律性变化k图 tl ∀处于沼
泽 p森林过渡带 s ∗ tss °生境的人工落叶松沼泽林 o其径级分布幅度为 u ∗ { ¦°~随着水淹程度的降低 o各
地段上人工落叶松沼泽林的径级分布幅度逐步扩大到 w ∗ uw ¦° o且达到 tu ¦°径级k中径材标准l以上的林
木所占比例逐渐由 vu1z h增大到 yx1x h和 {s1z h ∀可见 o沼泽 p森林过渡带环境梯度制约着落叶松林分的
生长状况 o其原因主要是由于过渡带地势逐渐升高 o使季节性积水周期及积水量均发生梯度变化 o树木适应
水分梯度变化导致生长差异 ∀因此 o培育湿地落叶松林应以该类型过渡带中上部生境地段较为适宜 ∀
图 t 大兴安岭人工落叶松沼泽林沿沼泽 p森林
过渡生境的径级分布
ƒ¬ªqt ⁄¬¤° ·¨¨µ¦¯¤¶¶¨¶§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²© °¤±2°¤§¨ ¤¯µ¦«¶º¤°³2©²µ¨¶·¤¯²±ª
º¬·«¶º¤°³2©²µ¨¶·¨ ¦²·²±¨ ¬± ⁄¤¬¬±ª. ¤± °²∏±·¤¬±¶
212 大兴安岭人工落叶松沼泽林的蓄积量
大兴安岭人工落叶松沼泽林蓄积生长量沿沼
泽至森林方向过渡带环境梯度呈现递增趋势k图
ul ∀处于沼泽 p森林过渡带 s ∗ wss °各个地段的
落叶松人工林 o蓄积量分别为 u1uyt z !|x1v|v v !
tw|1vty z和 txv1z|t z °v#«°pu ∀年平均蓄积生长
量分别为 s1tsu { !w1vw| z !y1z{z t 和 y1||s x
°v#«°pu¤p t ∀由此可见 o沼泽 p森林过渡带环境梯
度对人工落叶松沼泽林蓄积生长量具有重要的影
响 o在沼泽 p森林过渡带环境梯度不同生境地段排
水造林效果差异较大 o在典型沼泽生境地段排水造
林k过渡带 s ∗ tss °l o林分生产力极低 o而在沼泽
p森林过渡带中进行排水造林 o可获得较高的林分
蓄积生长量 o特别是在过渡带的中上部生境地段上 o其年蓄积生长量在 y1z| ∗ y1|| °v#«°pu¤p t之间 o其值为
黑龙江省森林年平均蓄积生长量ku1w| °v#«°pu¤p tlk李坚 ot||wl的 u1zv ∗ u1{t倍 o因此 o该区域是具有高生
产力的林业用地 ∀
图 u 大兴安岭不同生境人工落叶松沼泽林和天然沼泽林林分蓄积量k„l和年蓄积生长量k…l
ƒ¬ªqu ≥·¤±§√²¯∏°¨ k„l ¤±§ ° ¤¨± ¤±±∏¤¯ ¶·¤±§√²¯∏° k¨…l ²© °¤±2°¤§¨ ¤¯µ¦«¶º¤°³2©²µ¨¶·¤±§
±¤·∏µ¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·¬± §¬©©¨µ¨±·«¤¥¬·¤·¶¬± ⁄¤¬¬±ª. ¤± °²∏±·¤¬±¶
进一步将大兴安岭人工落叶松沼泽林与其相应生境地段的天然沼泽林的蓄积生长量对比分析得到 o两
者蓄积生长量沿着沼泽 p森林方向的环境梯度变化趋势不同 o前者呈现递增趋势 o而后者则呈递减趋势 ∀在
wx 林 业 科 学 wv卷
tss ∗ uss °生境地段 o毛赤杨沼泽林k林龄 uu年l蓄积量达到了 twz1usx t °v#«°pu o年平均蓄积生长量高达
y1y{| { °v#«°pu¤p t o为其相应地段人工落叶松沼泽林年均蓄积生长量的 txv1{ h ~在 uss ∗ vss °生境地段 o
白桦沼泽林k林龄 xs年l蓄积量为 tu|1vu{ y °v#«°pu o年均蓄积生长量为 u1x{y y °v#«°pu¤p t o仅为其相应地
段人工林的 v{1t h ~在 vss ∗ wss °生境地段 o兴安落叶松沼泽林k林龄 wx年l的蓄积量为 yv1xvs t °v#«°pu o年
均蓄积生长量为 t1wtt { °v#«°pu¤p t o仅为其相应地段人工林的 us1u h ∀由此可见 o在沼泽 p森林过渡带环
境梯度的下部生境地段天然毛赤杨沼泽林年蓄积生长量远高于人工落叶松沼泽林 o而在其中上部生境地段 o
人工落叶松沼泽林的年蓄积生长量却远高于天然白桦沼泽林和兴安落叶松沼泽林 ∀因此 o沼泽 p森林过渡
带环境梯度对其年蓄积生长量具有重要的影响 o且其对天然沼泽森林年蓄积生长量与人工落叶松沼泽林年
蓄积生长量的影响机制正好相反 ∀主要是由于不同树种的生态学特性存在着一定的差异 o尽管三者均为湿
地树种 o但对湿地生境的适应性不同 o毛赤杨为喜湿树种 o而白桦和落叶松则为耐湿树种k牟长城等 ousswl o
势必导致天然沼泽森林的年蓄积生长量沿过渡带环境梯度呈递减趋势 ~同时 o由于排水使生境趋于中生化 o
有利于兴安落叶松的生长 o使其在过渡带环境梯度的中上部生境地段具有较高的年蓄积生长量 ∀
表 2 大兴安岭人工落叶松沼泽林与天然沼泽林的物种多样性指数
Ταβ . 2 Σπεχιεσ διϖερσιτψινδεξ οφ µ αν2 µ αδελαρχη σωαµ π2φορεστ ανδ νατυραλσωαµ π2φορεστ ιν ∆αξινγ . αν µ ουνταινσ
环境梯度
∞±√¬µ²±°¨ ±·¤¯
ªµ¤§¶Π°
群落层次
≤²°°∏±¬·¼
¤¯¼¨ µ¶
人工落叶松沼泽林
¤±2°¤§¨ ¤¯µ¦«¶º¤°³2©²µ¨¶·
天然沼泽林
‘¤·∏µ¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·
丰富度
•¬¦«±¨ ¶¶
多样性
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ¬±§¨¬
均匀度
ϑ¶º
丰富度
•¬¦«±¨ ¶¶
多样性
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ¬±§¨¬
均匀度
ϑ¶º
s ∗ tss 草本层 ‹ µ¨¥ uw s1uty y s1sy{ u | t1tyt v s1xu{ x
灌木层 ≥«µ∏¥ s ) ) { t1zxy { s1{ww {
乔木层 „µ¥²µ u s1tyv s s1uvx u s ) )
群落 ≤²°°∏±¬·¼ uy s1utz x s1syy { tz t1vvw w s1wzt s
tss ∗ uss 草本层 ‹ µ¨¥ v| t1|yv u s1xvx | tt t1|z| z s1{ux y
灌木层 ≥«µ∏¥ s ) ) v s1|uu v s1{v| x
乔木层 „µ¥²µ w t1tyu z s1{v{ z w s1yvs t s1wxw x
群落 ≤²°°∏±¬·¼ wv t1|y| v s1xuv y t{ u1t|s z s1zxz |
uss ∗ vss 草本层 ‹ µ¨¥ vs t1uys x s1vzs y tv t1wvx | s1xx| {
灌木层 ≥«µ∏¥ w s1vs{ | s1uuu { y t1uus w s1y{t t
乔木层 „µ¥²µ u s1sw| u s1szt s v s1zts | s1ywz t
群落 ≤²°°∏±¬·¼ vy t1u{v s s1vx{ s uu t1|vt | s1yux s
vss ∗ wss 草本层 ‹ µ¨¥ vv t1wxu x s1wtx w tv u1suz y s1z|s x
灌木层 ≥«µ∏¥ w s1wsx y s1u|u y tu t1yvz { s1yx| t
乔木层 „µ¥²µ u s1syv w s1s|t x u s1s|v y s1tvx s
群落 ≤²°°∏±¬·¼ v| t1wz{ u s1wsv x uz u1vvy w s1zs{ |
213 大兴安岭人工落叶松沼泽林植物多样性
大兴安岭人工落叶松沼泽林与天然沼泽林的物种多样性沿过渡带环境梯度的变化趋势基本一致 o呈现
出逐渐增高的变化趋势k表 ul ∀在沼泽 p森林过渡带下部生境上 o物种丰富度和 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数
均较低 o而在过渡带上部生境上两者均较高 ∀但人工落叶松沼泽林与天然沼泽林的物种多样性存在较大的
差异 o并且与选用的多样性指数有密切关系 ∀首先 o人工落叶松沼泽林的物种丰富度指数普遍高于其相应生
境地段的天然沼泽林 ∀在过渡带 s ∗ tss !tss ∗ uss !uss ∗ vss和 vss ∗ wss °生境地段上 o人工落叶松沼泽林
的物种数量依次较天然沼泽林增加了 | !ux !tw和 tu种 o因此 o人工落叶松沼泽林有利于多物种的共存 ∀这
主要是由于人工造林时排水整地使部分生境趋于中生化 o导致中生植物大量侵入 o并与原有湿生植物类群呈
混杂状态而存在 o势必导致群落物种丰富度的增加 ∀其次 o人工落叶松沼泽林的 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数
普遍低于其相应生境地段的天然沼泽林 ∀在过渡带 s ∗ tss °生境地段上 o人工落叶松沼泽林的群落
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数较天然沼泽林群落下降了 t1tty | ~而在过渡带其他生境上 o各群落的多样性指数
平均值较天然沼泽林群落下降了 s1xzy u o其草本层下降了 s1uxx z o灌木层下降了 t1suu s o乔木层下降了
s1sxv t ∀灌木层下降幅度最大 o草本层下降幅度居中 o而乔木层下降幅度最小 ∀由此可见 o灌木层和草本层
多样性的减少是导致人工落叶松沼泽林 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数较天然沼泽林低的主要影响因素 ∀再
者 o人工落叶松沼泽林的均匀度指数普遍低于其相应生境地段的天然沼泽林 ∀人工落叶松沼泽林群落的 ϑ¶º
xx 第 ts期 牟长城等 }大兴安岭林区沼泽 p森林人工造林效果综合评估
均匀度指数 o在过渡带 s ∗ tss °生境地段上 o较天然沼泽群落下降了 s1wsw u ~在过渡带其他生境上 o各地段
人工落叶松沼泽林群落的均匀度指数平均值较天然沼泽林群落下降了 s1uy{ | o其草本层下降了 s1u{w z o灌
木层下降了 s1wy{ | o乔木层下降了 s1szx u ∀也是灌木层下降幅度最大 o草本层下降幅度居中 o而乔木层下降
幅度最小 ∀这说明虽然人工落叶松沼泽林物种丰富度指数较高 o但由于物种之间个体数量分布不均 o从而导
致群落的 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ多样性指数却较天然沼泽林有所下降 ∀
总体上看 o在大兴安岭林区 o排水造林改造的人工落叶松沼泽林与天然沼泽林相比较 o尽管前者物种丰
富度较高 o但其物种多样性指数却与天然沼泽林存在较大的差距 o在沼泽 p森林过渡带各生境地段 o其物种
多样性指数较其相应生境地段天然沼泽林的下降幅度在 s1uut w ∗ s1{x{ u之间 ∀这可能与人工林密度有
关 o由于人工林密度较大 o林内透光性较差 o不利于物种的侵入与生存 o而在个别光照条件较好的局部地段
上 o却有较多的灌木与草本种类分布 o这种分布上的不均匀性可能是导致人工落叶松沼泽林多样性指数降低
的主要原因 ∀因此 o通过合理的林分密度管理与生境管理 o创建一个林内透光条件良好 o且积水与斑块镶嵌
的生境格局 o将有助于提高人工落叶松沼泽林的物种多样性 ∀
214 大兴安岭人工落叶松沼泽林的环境变化
人工排水造林改造后 o人工落叶松沼泽林内环境与天然沼泽林差异较大 o这种差异与环境梯度密切相关
k表 vl ∀总体趋势为地下水位下降 o下降幅度约为 tx1x ∗ vy1t ¦°o泥炭层厚度减少 o幅度约为 |1y ∗ ux1u ¦°o
过渡带上部变化的程度较下部大 ∀分析其原因 o主要是由于排水整地抬升了沼泽地的微地势 o改变了沼泽 p
森林过渡带的积水周期与积水量 o改善了土壤的通气条件 o增强了微生物的分解作用 o加速了泥炭的分解过
程 o从而使泥炭层逐步转化为土壤层 ∀此外 o现有研究结果表明 }沼泽地排水和整地对土壤的理化性质也具
有较大的影响 o土壤中速效氮 !速效磷 !速效钾都有不同程度的增加 o排水时间越长 o速效养分提高的幅度越
大k白燕等 ot||y ~张武文等 ot||yl ~且速效养分的增加促进了人工落叶松林林分的生长k李博生等 ot||yl o
因此 o人工落叶松沼泽林的林分生产力较天然沼泽林有较大程度的提高 ∀同时 o地下水位与泥炭层的变化将
会影响到沼泽 p森林微生境的变化及其水文功能的发挥 o从而进一步影响到树木的生长发育过程和植物多
样性分布格局 o具体影响机制尚有待进一步研究 ∀
表 3 人工落叶松沼泽林和天然沼泽林的地下水位和泥炭层厚度
Ταβ . 3 Υνδεργρουνδ ωατερ λεϖελ ανδ πεατ βεδ οφ µ αν2 µ αδε
λαρχη σωαµ π2φορεστ ανδ νατυραλσωαµ π2φορεστ
环境梯度
∞±√¬µ²±°¨ ±·¤¯
ªµ¤§¶Π°
人工落叶松沼泽林
¤±2°¤§¨ ¤¯µ¦«¶º¤°³2©²µ¨¶·
天然沼泽林
‘¤·∏µ¤¯ ¶º¤°³2©²µ¨¶·
地下水位 ˜±§¨µªµ²∏±§
º¤·¨µ¯ √¨¨ Π¯¦°
泥炭层厚度
°¨ ¤·¥¨§·«¬¦®±¨ ¶¶Π¦°
地下水位 ˜±§¨µªµ²∏±§
º¤·¨µ¯ √¨¨¯Π¦°
泥炭层厚度
°¨ ¤·¥¨§·«¬¦®±¨ ¶¶Π¦°
s ∗ tss tx1x uv1w s wz1x
tss ∗ uss ux1t ty1| {1u vx1z
uss ∗ vss vx1y s tu1x ux1u
vss ∗ wss  yt1{ s ux1z |1y
215 大兴安岭人工落叶松沼泽林
的经济效益
根据现有测算结果 o对沼泽 p
森林过渡带进行人工造林改造 o平
均工程费用 k包括抚育费l约为
t t|s元#«°puk韩风海 ousssl ~如果
初植密度为 v sss 株#«°pu o按照
ussx年落叶松苗木ku年生l市场均
价 s1s{元#株 p t o则苗木费用为 uws
元#«°pu o人工改造成本合计约为
t wvs元#«°pu o按 x h的银行贷款利
率计算 ouu年的成本为 w t{v元#«°pu ∀落叶松原木木材 ussx年的市场价ktu ∗ t{ ¦°l为 xss元#°pv o依此价
格 o出材率按 yx h计算 o人工改造的 uu年生落叶松沼泽林 o除过渡带 s ∗ tss °生境地段的落叶松未达到中
径材标准 o无法依据常规计算外 o在 tss ∗ uss !uss ∗ vss !vss ∗ wss °的生境地段 o可获得经济效益分别为 ts
tv{ !vt z{w !ws vvx元#«°pu o投入产出比分别为 tΒu1w !tΒz1y !tΒ|1y ∀由此可见 o在沼泽 p森林过渡带内培育
落叶松人工林可获得较高经济效益 o特别是在过渡带中上部生境地段可获得更高的经济效益 ∀
v 结论与讨论
tl 大兴安岭人工落叶松沼泽林与天然沼泽林在群落结构特征方面存在较大差异 ∀天然沼泽林群落建
群种沿沼泽 p森林过渡带环境梯度发生明显的更替现象 o依次分布着典型草本沼泽 !毛赤杨沼泽林 !白桦沼
泽林和落叶松沼泽林 o而人工落叶松沼泽林均以落叶松为优势种 o且因灌木层和草本层发育不健全 o不具备
完整的垂直结构 ∀这在很大程度上限制了人工落叶松沼泽林长期生产力维持 !生物多样性保护及多种功能
yx 林 业 科 学 wv卷
正常发挥 o因此 o有必要进一步探讨人工落叶松沼泽林群落合理结构及其形成机制 ∀
ul 沼泽 p森林过渡带环境梯度对其蓄积生长量具有重要影响 o沿着沼泽到森林方向的环境梯度 o人工
落叶松沼泽林的蓄积生长量呈现逐渐增加的趋势 o而天然沼泽森林的蓄积生长量却呈现逐渐减少的趋势 ∀
这一研究结论对于沼泽 p森林利用和管理具有重要的指导意义 o即应依据沼泽 p森林过渡带环境梯度进行
保护和利用 o在过渡带 s ∗ tss °生境地段k典型沼泽生境地段l进行排水造林 o林分蓄积生长量极低 o经济效
益极差 o且导致植物多样性的下降及调蓄水功能的削弱 o该区域不适宜发展林业 ~而在沼泽 p森林过渡带其他
生境地段ktss ∗ wss °生境地段l o人工落叶松沼泽林的年蓄积生长量均较高kw1vw| z ∗ y1||u °v#«°pu¤ptl o可
获得较高的经济效益 o该区域是比较适宜发展林业的 ~但在沼泽 p森林过渡带 tss ∗ uss °生境地段 o天然毛
赤杨沼泽林年蓄积生长量为人工落叶松沼泽林的 t1xw倍 o在该生境地段应以培育毛赤杨沼泽林为主 ∀
vl 人工落叶松沼泽林与天然沼泽林的物种多样性存在较大差异 ∀两者沿沼泽至森林方向过渡带环境
梯度均呈现逐渐增高的变化趋势 o但人工落叶松沼泽林物种丰富度指数较相应生境地段天然沼泽林群落高
出 | ∗ ux种 o而其 ≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ指数和 ϑ¶º均匀度指数却较相应的天然沼泽林分别下降了 s1uut w ∗ s1{x{ u
和 s1uvw v ∗ s1wsw u o因此 o沼泽 p森林排水造林尽管有利于多物种的共存 o但由于各物种的个体数量分布不
均匀导致了人工沼泽林的物种多样性较天然沼泽林有所降低 ∀这可能与林分结构与林地微生境格局有密切
关系 o确切的影响机理尚有待进一步探讨 ∀
wl 人工落叶松沼泽林与天然沼泽林的林地环境存在较大差异 ∀其地下水位较天然沼泽林下降了 tx1x
∗ vy1t ¦°o泥炭层厚度较天然沼泽林减少了 |1y ∗ ux1u ¦°o土壤中氮 !磷 !钾等速效养分含量增加 o从而有利
于落叶松的生长 ∀但排水造林可能会影响沼泽 p森林的水文功能及其生态系统内微生境的分布格局 o从而
影响到沼泽 p森林的生态功能发挥及生物多样性的维持 o这方面的影响机制及其影响效果也有待进一步系
统研究 ∀
xl 目前有关沼泽 p森林的经营目标有 v种选择 }一是以发展高产农业和培育用材林为目标 ~二是作为
自然保护区 o保持原始状态 ~三是既能生产一部分木材 o同时也要求保持它的结构和功能 o既要能维持物种
多样性 o同时也要发挥它调节洪水和改善水质的水文功能 ∀从我国实际效果来看 o显然只有多目标的生态系
统经营途径才是持久可行的k徐化成 ousswl ∀从本项研究结果来看 o沼泽 p森林过渡带环境梯度是制约其生
产力的主要因素 o因此 o多目标的经营应该是基于过渡带环境梯度的分类经营 o在沼泽 p森林过渡带的下部
生境地段k典型沼泽生境地段l应保持原始状态 o以发挥其水文调节及维持生物多样性功能 ~在沼泽 p森林
过渡带的中下部生境地段 o应以培育毛赤杨沼泽林为主 ~在沼泽 p森林过渡带的中上部生境地段则可以用
来培育人工落叶松沼泽林 ∀这样既能保证获得较高的林分生产力 o又能维持沼泽 p森林群落的生物多样性
及其正常的水文功能 ∀
参 考 文 献
白 燕 o郎惠卿 qt||y1 森林沼泽改造后泥炭土的速效养分变化 q东北师范大学学报 }自然科学版 ou{kwl }tsx p tts
韩风海 qusss1 低湿地改造与天然更新 q林业科技通讯 ok{l }wv p ww
郎惠卿 qt||y1中国湿地与保护 Μ国家林业局保护司 q中国湿地保护与持续利用研究论文集 q北京 }中国林业出版社 oyv p yz
朗惠卿 o赵魁义 o陈克林 o等 qt|||1 中国湿地植被 q北京 }科学出版社 ot p zv
李博生 o丁国栋 o张武文 o等 qt||y1 大兴安岭水湿地兴安落叶松蒸腾作用及其应用的研究 q内蒙古林学院学报 }自然科学版 ot{kwl }t{ p uv
李 坚 qt||w1 现有林经营管理导论 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 }wt p ys
马学慧 o牛焕光 qt||t1 中国的沼泽 q北京 }科学出版社 ozv p {{
牟长城 o韩士杰 o罗菊春 o等 qusst¤q长白山森林Π沼泽生态交错带群落和环境梯度分析 q应用生态学报 otuktl }t p z
牟长城 o韩士杰 o罗菊春 o等 qusst¥q长白山森林沼泽生态交错带群落演替规律研究k ´l }白桦沼泽群落演替规律研究 q北京林业大学学报 o
uvktl }t p y
牟长城 o罗菊春 o王襄平 o等 qt||{1 长白山林区森林沼泽交错群落的植物多样性 q生物多样性 oykul }tvu p tvz
牟长城 o万书成 o苏 平 o等 qussw1 长白山毛赤杨和白桦沼泽生态交错带群落生物量分布格局 q应用生态学报 otxktul }uutt p uuty
牟长城 qussv1 长白山落叶松和白桦 p沼泽生态交错带群落演替规律研究 q应用生态学报 otwkttl }t{tv p t{t|
王荣芬 qt||w1 我国沼泽资源开发利用现状 q地理科学 otwkvl }uxs p ux|
徐化成 qussw1 森林生态与生态系统经营 q北京 }化学工业出版社 ov|y p v|z
许红梅 o许林书 qusss1 小兴安岭泥炭沼泽土排水改造前后营养元素生物循环的实验研究 q东北师范大学学报 }自然科学版 ovukul }zv p zz
zx 第 ts期 牟长城等 }大兴安岭林区沼泽 p森林人工造林效果综合评估
张武文 o马秀珍 o丁国栋 qt||x¤q大兴安岭水湿地人工幼林生长规律的初步探讨 q内蒙古林业科技 oktl }x p |
张武文 o邹庆普 o周文恒 qt||x¥q大兴安岭水湿地类型划分及改造利用 q内蒙古林学院学报 }自然科学版 otzktl }uv p u|
张武文 o马秀珍 o丁国栋 qt||y1 大兴安岭水湿地改造对土壤和植被的影响 q东北林业大学学报 ouwkyl }| p tv
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¬¶¶¬¶¶¬³³¬∂¤¯¯¨ ¼¶q…¬²§¬√¨ µ¶¬·¼ ¤±§≤²±¶¨µ√¤·¬²±otw }|z p ttz
≥«¤µ¬·½ • • o ¬·¶¦« • qt||v1 ≥²∏·«¨µ± ƒ¯ ²²§³¯¤¬± ƒ²µ¨¶·¶Μ ¤µ·¬± • ‹ o …²¼¦¨ ≥ Š o ∞¦«·¨µ±¤¦«·„ ≤ q …¬²§¬√¨ µ¶¬·¼ ²©·«¨ ≥²∏·«¨¤¶·¨µ± ˜±¬·¨§ ≥·¤·¨¶}
²º¯ ¤±§× µ¨µ¨¶·µ¬¤¯ ≤²°°∏±¬·¬¨¶q ‘¨º ≠²µ®}²«± • ¬¯¨ ¼ ¤±§≥²±¶ovtt p vzu
≥«¨ ³¤µ§° qt||x1 ’³³²µ·∏±¬·¬¨¶}µ¨©²µ¨¶·¬±ª °¤µª¬±¤¯ ¤ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ¤¯±§qƒ²µ¨¶·ƒ¤µ°¨ µoxw }z p |
≥·¤±·∏µ©„ o≥¦«º ¬¨·½¨ µ≤ oŠ¤µ§¬±¨ µ∞ ≥ qt||{1 „©©²µ¨¶·¤·¬²±²©°¤µª¬±¤¯ ¤ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ¤¯±§¬±·«¨ ²º µ¨¬¶¶¬¶¶¬³³¬•¬√¨ µ„¯ ∏¯√¬¤¯ ∂¤¯¯¨ ¼ q˜≥„ q≥¬¯√¤ƒ ±¨±¬¦¤o
vu }u{t p u|z
≥·¤±·∏µ©„ o≥¦«²¨ ±«²¯·½ ≥ ‹ o≥¦«º ¬¨·½¨ µŠ o ετ αλqusst1 „¦«¬¨√¬±ªµ¨¶·²µ¤·¬²±¶∏¦¦¨¶¶} ¼·«¶¬± ¥²·²°¯¤±§«¤µ§º²²§©²µ¨¶·¶q• ¶¨·²µ¤·¬²± ∞¦²¯²ª¼o|kul }
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k责任编辑 郭广荣l
5林业科学6/林权制度改革0研究论文征稿启事
正在全国推进的集体林权制度改革 o是进一步解放和发展农村生产力 !建立充满生机和活力的林业体制
机制的一次重大实践 ∀目前 o福建 !江西 !辽宁 !浙江 !云南 !安徽 !河北等省已经或正在全面推行集体林权制
度改革 o其他省区有 {s个县市正在进行试点 ∀集体林权制度改革已经显示出巨大的综合效益 ∀同时 o国有
林区的林权改革试点工作也已在黑龙江伊春国有林区展开 ∀
5林业科学6是代表中国林业科学研究最高水平的学术期刊 o关注国家林业建设的重点和热点问题 o及时
反映最新研究成果 o引领林业科技创新是5林业科学6的重要使命 ∀为配合正在全国推进的林权制度改革这
一重大实践 o经研究决定 o开展0林权制度改革0研究论文征集活动 o以引导科研 !管理人员进一步关注林权制
度改革 o及时总结新经验 o积极探索和研究改革的新思路 !新措施 o为林权制度改革的展开及深化提供更有力
更坚实的理论依据 ∀
此征文活动得到了国家林业局政法司和国家林业局林改办的支持与指导 ∀
征集的稿件要求基于实地调查的资料和案例 o运用经济学的理论 o引证相关的文献 o对林权制度改革涉
及的某一方面进行有理有据的分析和探讨 o为林权制度改革提出建设性的意见或建议 ∀格式详见本刊征稿
简则k«·³}ΠΠ¯¼®¨ q¦«¬±¤­²∏µ±¤¯ q±¨ ·q¦±l ∀
所投稿件按照正常程序审理 o通过后享受绿色通道 o安排在最近一期发表 ∀
欢迎广大林业科技人员 !管理干部以及高等院校的师生踊跃投稿 ∀
{x 林 业 科 学 wv卷