全 文 ：第 ww卷 第 tu期
u s s {年 tu 月
林 业 科 学
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⁄¨ ¦qou s s {
帽儿山不同森林类型生物多样性恢复效果分析
董希斌 姜 帆
k东北林业大学森林持续经营与环境微生物工程黑龙江省重点实验室 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 通过对帽儿山 z种典型森林类型k示范区l植被恢复的调查 o以生物多样性为研究对象 o应用主成分分
析 !典型相关分析的方法 o对各示范区恢复情况进行评分 o并分析示范区植被恢复效果与影响因素之间的关系 ∀结
果表明 }恢复时间 !采伐方式对生物多样性的恢复和分布起主导作用 o示范区 √ k白桦 p水曲柳混交林l营造樟子松
与水曲柳带状混交林的恢复效果最好 o示范区 º k白桦 p山槐混交林l恢复效果次之 ∀研究结果为森林生物多样性
恢复方式的选择提供决策支持 ∀
关键词 } 生物多样性 ~森林类型 ~恢复效果
中图分类号 }≥zt{1xx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{ltu p sszz p sy
收稿日期 }ussz p ts p uu ∀
基金项目 }/十一五0国家科技支撑技术课题/东北天然林保护与可持续经营技术试验示范0kussy…„⁄sv„s{sxzl !黑龙江省科技攻关项目
/山地退化森林生态系统恢复优化模式及配套技术研究0kŠ„sytvvsu p wl ∀
Αναλψσισ οφ τηε Βιοδιϖερσιτψ Ρεστορατιον οφ ∆ιφφερεντ
Φορεστ Τψπεσιν Μαοερ Μουνταινουσ Ρεγιον
⁄²±ª÷¬¥¬± ¬¤±ªƒ¤±
k ΚεψΛαβορατορψοφ Φορεστ Συσταιναβλε Μαναγεµεντ ανδ Ενϖιρονµενταλ Μιχροοργανισµ Ενγινεερινγ οφ Ηειλονγϕιανγ Προϖινχε o
Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txsswsl
Αβστραχτ} ׫¬¶¤µ·¬¦¯¨ ¶·∏§¬¨§ ¶¨√¨ ± ·¼³¬¦¤¯ ©²µ¨¶··¼³¨¶k§¨ °²±¶·µ¤·¬²± ¤µ¨¤¶l¬± ·«¨ ¤²¨µ ²∏±·¤¬±²∏¶ • ª¨¬²±q פ®¬±ª
¥¬²§¬√¨ µ¶¬·¼¤¶·«¨ ¦µ¬·¨µ¬²±o∏¶¬±ª ³µ¬±¦¬³¤¯ ¦²°³²±¨ ±·¤±¤¯¼¶¬¶¤±§·«¨ ≤≤„ °¨ ·«²§¶o·«¬¶¶·∏§¼ ¤±¤¯¼½¨ §·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³
¥¨·º¨ ±¨·«¨ µ¨¶·²µ¤·¬²± ¦²±§¬·¬²± ¤±§ ±¨√¬µ²±°¨ ±·¤¯ ©¤¦·²µ¶q • ¶¨∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤·«¤µ√¨ ¶·¬±ª °¨ ·«²§¬¶·«¨ §²°¬±¤±·©¤¦·²µ
¤©©¨¦·¬±ª·«¨ µ¨¶·²µ¤·¬²± ²© ¥¬²§¬√¨ µ¶¬·¼q „°²±ª ·«¨ ¶¬·¨¶ ¶·∏§¬¨§o §¨ °²±¶·µ¤·¬²± ¤µ¨¤ √ k Βετυλα πλατψπηψλλα2Φραξινυσ
µανδσηυριχα °¬¬¨ §©²µ¨¶·l ¶«²º¨ §·«¨ ¥¨¶·µ¨¶·²µ¤·¬²± µ¨¶∏¯·¶º«¨µ¨ Φραξινυσ µανδσηυριχα ¤±§ Πινυσσψλϖεστρισ √¤µq µονγολιχα
¥¨ ·¯2¶«¤³¨§°¬¬¨ §©²µ¨¶·¬¶§¨√¨ ²¯³¨ §o©²¯ ²¯º¨ §¥¼ §¨ °²±¶·µ¤·¬²±¤µ¨¤ º k Βετυλα πλατψπηψλλα2Μααχκια αµυρενσισ °¬¬¨ §©²µ¨¶·l q
׫¨ ¶·∏§¼ µ¨¶∏¯·¶³µ²√¬§¨ ¶∏³³²µ·¶©²µ·«¨ °¤±¤ª¨ °¨ ±·§¨¦¬¶¬²±²©·«¨ ²³·¬°¬½¨ §¥¬²§¬√¨ µ¶¬·¼µ¨¶·²µ¤·¬²±·¨¦«±¬´∏¨¶¬±·«¨ µ¨ª¬²±q
Κεψ ωορδσ} ¥¬²§¬√¨ µ¶¬·¼~©²µ¨¶··¼³¨ ~µ¨¶·²µ¤·¬²± µ¨¶∏¯·
帽儿山地区原始阔叶红松林遭受多次干扰破坏 o导致生态系统结构发生位移及生物多样性下降 o森林资
源由原始阔叶红松林演变为以不同树种为主的各种森林类型k李景文 ot||vl ∀t|zw年在帽儿山建立了国家
生态定位站 o并建立了自然保护区 o采取封山育林 !裸地造林和抚育造林等方式进行生态系统恢复和重建工
作 o形成了以白桦k Βετυλα πλατψπηψλλαl !山杨k Ποπυλυσ δαϖιδιαναl !水曲柳k Φραξινυσ µανδσηυριχαl等树种为主的天
然次生林 o以落叶松k Λαριξ καεµπφεριl !红松k Πινυσ κοραιενσισl !樟子松k Πινυσ σψλϖεστρισ √¤µq µονγολιχαl !云杉
k Πιχεα ασπεραταl !水曲柳等树种为主的人工混交林或纯林k丁壮等 oussyl ∀虽然这些恢复和重建措施使该地
区次生林得到了很好的保护 o发挥了一定的生态功能 o但由于采伐干扰使森林群落中草本层植物多样性发生
很大变化k马万里等 ousszl o并且随着重度干扰强度的增加 o生物多样性指数下降k艾训儒 oussyl ∀本文以帽
儿山 z种典型森林类型为基础 o以生物多样性为研究对象 o找出影响植被恢复效果的因素 o为帽儿山地区以
及小兴安岭 !长白山地区的森林资源生物多样性的恢复和可持续经营提供参考 ∀
t 研究区域概况与调查方法
111 研究区域自然概况
试验地选在东北林业大学帽儿山试验林场 ∀该林场距哈尔滨市 ts{ ®° otuzβvsχ ) tuzβvwχ ∞owxβusχ ) wxβ
uxχ ‘∀属长白山支脉张广才岭西北部小岭的余脉 o平均海拔 vss °∀该地区受欧亚大陆季风气候影响 o具有
温带季风气候特征 ∀年平均气温 u1y ε ky年平均l o最低温度在 t月份 o为 p vt1| ε o最高温度在 z月份 o为
vu ε ∀年平均降水量 zuv1{ °° o多集中在 z o{月份 o占全年总降水量的 xw h o蒸发量t s|v1v °° o无霜期 tus
∗ tws §o年日照时数 u wzt1v «o春季有很强的西南 !西北气流侵人 o少雨干早 ∀该地区地带性土壤为暗棕壤 o
有机质含量较为丰富 ∀在常年积水或有季节性积水的地方有白浆化 !草甸化和潜育化的暗棕壤 ∀帽儿山自
然保护区共有种子植物 zxs种 o共分为 ut个植被分布区类型k贾洪纪等 ousszl ∀
112 调查取样方法
针对帽儿山不同森林类型共设置 z个典型生物多样性恢复示范区 o各示范区恢复方式如表 t所示 ∀每
个示范区设置 v个样地并取样地的均值进行各示范区恢复效果研究 ∀样地之间留有足够宽的地带kts °l o
以防止相互之间干扰 o样地面积为 ts ° ≅ ts °∀按高度k ηl将林分分为乔木层k η  x °l !灌木层kx ° ∴ η ∴
s1x °l和草本层kη  t °l ∀在样地中针对乔木 !灌木进行每木调查 o测定高度和胸径 ∀草本层根据对角线方
法在每个样地中设置 x个 t ° ≅ t °样方 o测定草本植物的高度和盖度 ∀在各调查样方内逐一记录各物种名
称 !高度和数量 ∀
表 1 各示范区恢复方式
Ταβ .1 Τηε ρεστορατιον µ οδελ οφ δεµ ονστρατιον αρεασ
示范区位置
⁄¨ °²±¶·µ¤·¬²±
¤µ¨¤¶ ²¯¦¤·¬²±
坡向
„¶³¨¦·
坡度
Šµ¤§¬¨±·Π
kβl
坡位
°²¶¬·¬²±
乔木层优势种
⁄²°¬±¤±·¶³¨¦¬¨¶
²©¤µ¥²µ¯ ¤¼¨ µ
海拔
„¯·¬·∏§¨Π°
恢复时间
• ¶¨·²µ¤·¬²±
¼¨ ¤µ¶Π¤
采伐方式
≤∏·¬±ª
°²§¨¯
采伐强度
≤∏·¬±ª
¬±·¨±¶¬·¼Πh
恢复方式
• ¶¨·²µ¤·¬²±
°²§¨¯
´蜜蜂沟 o第 tz林班 o
第 t{小班 ≥∏¥2
¦²°³¤µ·° ±¨·t{ o
¦²°³¤µ·° ±¨·tz o
¬©¨ ±ª²∏
西南
≥²∏·«º ¶¨· us
下
⁄²º±
落叶松 o水曲柳
Λαριξ καεµπφερι o
Φραξινυσ µανδσηυριχα
wus z
择伐
≥¨¯ ¦¨·¬√¨
¦∏·¬±ª
us
封山育林 ≤¯ ²¶¨¶²©©
«¬¯¯¶¬§¨¶·²©¤¦¬¯¬·¤·¨
¤©©²µ¨¶·¤·¬²±
µ蜜蜂沟 o第 tz林班 o
第 t|小班 ≥∏¥2
¦²°³¤µ·° ±¨·t| o
¦²°³¤µ·° ±¨·tz o
¬©¨ ±ª²∏
正西
• ¶¨· tx
下
⁄²º±
落叶松k纯林lΛαριξ
καεµπφερι wxs z
择伐
≥¨¯ ¦¨·¬√¨
¦∏·¬±ª
us
封山育林 ≤¯ ²¶¨¶²©©
«¬¯¯¶¬§¨¶·²©¤¦¬¯¬·¤·¨
¤©©²µ¨¶·¤·¬²±
¶老山 o第 tz林班 o第
y小班 ≥∏¥2¦²°³¤µ·°¨ ±·
y o¦²°³¤µ·° ±¨·tz o
¤²¶«¤±
正南
≥²∏·« tx
上
˜³
樟子松k纯林l Πινυσ
σψλϖεστρισ √¤µq
µονγολιχα
wys z 皆伐≤¯¨ ¤µ¦∏·¬±ª tss
造樟子松纯林
⁄¨ √¨ ²¯³ Πινυσ
σψλϖεστρισ √¤µq
µονγολιχα ³∏µ¨ ©²µ¨¶·
·老山 o第 y林班 o第
ts小班 ≥∏¥2¦²°³¤µ·°¨ ±·
ts o¦²°³¤µ·° ±¨·y o
¤²¶«¤±
东北
‘²µ·«¨¤¶· tx
中
¬§§¯¨
红松k纯林l
Πινυσ κοραιενσισ w{s y
择伐
≥¨¯ ¦¨·¬√¨ ¦∏·¬±ª us
封山育林 ≤¯ ²¶¨¶²©©
«¬¯¯¶¬§¨¶·²©¤¦¬¯¬·¤·¨
¤©©²µ¨¶·¤·¬²±
∏新垦 o第 t林班 o第
tv小班 ≥∏¥2¦²°³¤µ·°¨ ±·
tv o¦²°³¤µ·° ±¨·t o
÷¬±®¨ ±
西南
≥²∏·«º ¶¨· tv
下
⁄²º±
水曲柳k纯林l
Φραξινυσ µανδσηυριχα yws t{
皆伐
≤¯¨ ¤µ¦∏·¬±ª tss
造水曲柳纯林 …¬¯∏§
Φραξινυσ µανδσηυριχα
³∏µ¨ ©²µ¨¶·
√新垦 o第 v林班 o第 v
小班 ≥∏¥2¦²°³¤µ·°¨ ±·v o
¦²°³¤µ·° ±¨·v o ÷¬±®¨ ±
东南
≥²∏·«¨¤¶· us
上
˜³
白桦 o水曲柳 Βετυλα
πλατψπηψλλα o Φραξινυσ
µανδσηυριχα
yts t| ∗ us 皆伐≤¯¨ ¤µ¦∏·¬±ª tss
造樟子松与水曲柳
带状混交林 …¬¯∏§
Πινυσσψλϖεστρισ √¤µq
µονγολιχ ¤±§
Φραξινυσ µανδσηυριχα
¥¨ ·¯2¶«¤³¨ § °¬¬¨ §
©²µ¨¶·
º 新垦 o第 v林班 o第
us小班 ≥∏¥2¦²°³¤µ·°¨ ±·
us o¦²°³¤µ·° ±¨·v o
÷¬±®¨ ±
正东
∞¤¶· tv
下
⁄²º±
白桦 o山槐 Βετυλα
πλατψπηψλλα oΜααχκια
αµυρενσισ
w{s ts 择伐≥¨¯ ¦¨·¬√¨ ¦∏·¬±ª vs
林冠下栽红松
Œ±·¨µ³¯¤± Πινυσ
κοραιενσισ∏±§¨µ·«¨
¦µ²º±
u 研究方法
211 物种多样性的计算
≥«¤±±²±2 • ¬¨±¨ µ指数 Ηχk√¤± §¨µ∂¤¯®ot|{tl }
Ηχ € p Ε
σ
ι € t
πι ±¯πι ∀ ktl
{z 林 业 科 学 ww卷
式中 }πι € νιΠΝo代表第 ι个物种的相对多度 ∀
°¬¨ ²¯∏均匀度指数 ϑk¤ª∏µµ¤±ot|{{l }
ϑ € ΗχΠ¯±Σ ∀ kul
式中 }Σ为样方中物种数 ∀
u1t1t 乔木层物种多样性 依据调查所得数据运用公式ktl okul计算得各示范区乔木层生物多样性指数如
表 2 乔木层生物多样性指数
Ταβ .2 Βιοδιϖερσιτψινδεξ οφ αρβορ λαψερσ
指数 Œ±§¨¬ ´ µ ¶ · ∏ √ º
Ηχ s1|x s s s s t1su s1y|
ϑ s1vx s s s s s1u| s1uw
表 u所示 ∀由表 u可见 o各示范区乔木层植
物种类较少 o只有少数几种植物如红松 !水
曲柳 !落叶松 !白桦 !樟子松等 ∀示范区 √
k白桦 p水曲柳混交林l的物种多样性指数
最高 o达 t1su o物种分布较均匀 o主要有水
曲柳 !白桦 !蒙古栎k Θυερχυσ µονγολιχαl !樟
子松等 ~以下依次是示范区 ´ k落叶松 p水曲柳混交林l和示范区 º ≈白桦 p山槐k Μααχκια αµυρενσισl混交
林  ~示范区 µk落叶松纯林l !示范区 ¶k樟子松纯林l !示范区 ·k红松纯林l以及示范区 ∏k水曲柳纯林l乔木
层仅有 t个树种 o多样性指数最低 ∀这些次生林群落形成的时间较短 o种的分布还没有形成稳定的格局 o生
态位重叠较多 o存在激烈的竞争 ~同时 o还有的空间没有被占领 o从而形成一种相对不均匀的分布格局 o次生
林均匀度指数较低 ∀随着恢复时间的增长 o群落的结构逐渐复杂化 o均匀度指数也随之增大 o反映出群落的
稳定性在逐渐加大k王庆贵等 ousszl ∀
表 3 灌木层生物多样性指数
Ταβ .3 Βιοδιϖερσιτψινδεξ οφ σηρυβ λαψερσ
指数 Œ±§¨¬ ´ µ ¶ · ∏ √ º
Ηχ s1wt t1s| s1xt s t1|| t1zy u1t{
ϑ s1s| s1uy s1tz s s1wy s1xw s1xv
u1t1u 灌木层物种多样性 依据调查所
得数据运用公式ktl okul计算得各示范区
灌木层生物多样性指数如表 v所示 ∀由表
v可见 o示范区 º k白桦 p山槐混交林l灌
木层物种数量最多 o生物多样性指数最大 o
均匀度指数较高 ∀林下灌层植物主要包括蒙古栎 !水曲柳 !茶条槭k Αχερ γινναλαl !榛子k Χορψλυσ ηετεροπηψλλαl !
山荆子k Μαλυσ βαχχαταl !柳叶绣线菊k Σπιραεα σαλιχιφολιαl !小花溲疏k ∆ευτζια παρϖιφλοραl !金花忍冬k Λονιχερα
χηρψσαντηαl !毛榛k Χορψλυσ µανδσηυριχαl !东北山梅花k Πηιλαδελπηυσ σχηρενκιιl !卫矛k Ευονψµυσ αλατυσl !疣枝卫矛
k Ε qϖερρυχοσοιδεσl !北五味子k Σχηισανδρα ινχαρναταl !山桃稠李k Ποδυσ µααχκιιιl !色木槭k Αχερ µονοl !白牛槭k Αq
µανδσηυριχυµl !茶条槭和狗枣猕猴桃kΑχτινιδια κολοµικταl ∀其他示范区灌木层生物多样性指数依次是示范区
∏ !示范区 √ !示范区 µ !示范区 ¶和示范区 ´ ~示范区 ·生物多样性指数为 s ∀
表 4 草本层生物多样性指数
Ταβ .4 Βιοδιϖερσιτψινδεξ οφ ηερβ λαψερσ
指数 Œ±§¨¬ ´ µ ¶ · ∏ √ º
Ηχ u1tw t1ut u1ux s1vv t1w| t1|v t1zt
ϑ s1{v s1x{ s1zx s1tw s1vv s1x{ s1wx
u1t1v 草本层物种多样性 依据调查所
得数据运用公式ktl okul计算得各示范区
草本层生物多样性指数如表 w所示 ∀由表
w可见 o示范区 ¶草本层物种数量最多 o多
样性指数最大 o草本层植物种类分布相对
均匀 o无明显优势种 ∀林下草本植物主要有蚊子草k Φιλιπενδυλα παλµαταl !铃兰k Χονϖαλλαρια κεισκειl !北悬钩子
k Ρυβυσ αρχτιχυσl !蝙蝠葛k Μενισπερµυµ δαηυριχυµl !四花苔草k Χαρεξ θυαδριφλοραl !珍珠梅k Σορβαρια σορβιφολιαl !羊
胡子苔草k Χαρεξ χαλλιτριχηοσl !委陵菜k Ποτεντιλλα χηινενσισl !鸡腿堇菜k ςιολα αχυµιναταl !东风菜k ∆οελλινγερια
σχαβερl !玉竹k Πολψγονατυµ οδορατυµl !二苞黄精k Πολψγονατυµ ινϖολυχρατυµl !宽叶苔草k Χαρεξ σιδεροστιχταl !蹄盖
蕨kΑτηψριυµ ¶³³ql !尾叶香茶菜k Πλεχτραντηυσεξχισυσl !毛果堇菜kςιολα χολλιναl !球子蕨k Ονοχλεαιντερρυπταl !掌叶
铁线蕨kΑδιαντυµ πεδατυµl !凸脉苔草k Χαρεξ λανχεολαταl !透骨草k Πηρψµαλεπτοσταχηψαl !木贼k Εθυισετυµ ηιεµαλεl
和假繁缕k Πσευδοετελλαρια σψλϖατιχαl ∀其他示范区草本层生物多样性指数依次是示范区 ´ !示范区 √ !示范区
º !示范区 ∏和示范区 µ ~示范区 ·草本层生物多样性指数为 s1vv o且分布不均匀 o多样性指数最低 ∀
212 各示范区生物多样性恢复和自然情况主成分分析
为从整体研究不同森林类型生物多样性恢复的具体效果 o以各示范区生物多样性 !均匀度指数为基础 o
选用主成分分析k³µ¬±¦¬³¤¯ ¦²°³²±¨ ±·¤±¤¯¼¶¬¶l o计算各示范区综合得分 ∀主成分特征值如表 x所示 ∀由表 x
可知 o前 v个公因子特征值均大于 t o且第 t主成分贡献率为 ww1wz h o接近一半 ∀前 v个主成分累计贡献率
|z 第 tu期 董希斌等 }帽儿山不同森林类型生物多样性恢复效果分析
达 |t1ut h o能够充分描述各示范区的生物多样性恢复和自然情况 ∀
表 5 特征值解释
Ταβ .5 Ινιτιαλ ειγενϖαλυεσ εξπλαινεδ
主成分
≤²°³²±¨ ±·
特征值
Œ±¬·¬¤¯ ¬¨ª¨ ±√¤¯∏¨¶
贡献率
Œ±¬·¬¤¯ ¬¨ª¨ ±√¤¯∏¨¶
²©√¤µ¬¤±¦¨Πh
累计贡献率
Œ±¬·¬¤¯ ¬¨ª¨ ±√¤¯∏¨¶
¦∏°∏¯¤·¬√ Π¨h
第 t主成分k Φtl≤²°³²±¨ ±·t v1xx{ ww1wz ww1wz
第 u主成分k Φul≤²°³²±¨ ±·u u1y|{ vv1zu z{1t|
第 v主成分k Φvl≤²°³²±¨ ±·v t1swu tv1su |t1ut
表 6 因子载荷表
Ταβ .6 Χοµ πονεντ µ ατριξ
指数 Œ±§¨¬ 主成分 ≤²°³²±¨ ±·Φt Φu Φv
乔木层 „µ¥²µ¯ ¤¼¨ µ¶ Ηχ s1uuw s1|u{ s1uvxϑ s1txs s1|ts s1uzv
灌木层 ≥«µ∏¥ ¤¯¼¨ µ¶ Ηχ s1|zs s1sst s1ttxϑ s1|zs s1s|x s1twv
草本层 ‹ µ¨¥ ¤¯¼¨ µ¶ Ηχ s1us{ s1u{y s1|syϑ p s1ut| s1vtz s1|sy
坡度 Šµ¤§¬¨±· p s1uy s1{yv s1t{t
海拔 „¯·¬·∏§¨ s1z|u s1ss{ p s1vsu
由表 y可以看出灌木
层 Ηχ和 ϑ在第 t 公因子
kΦtl上有很大载荷 o定义
Φt 为灌木层多样性指数
因子 ∀乔木层 Ηχ和 ϑ在
第 u 公因子k Φu l上有很
大载荷 o定义 Φu 为乔木
层多样性指数因子 ∀草本
层 Ηχ和 ϑ在第 v 公因子
kΦvl上有很大载荷 o定义
Φv 为草本层多样性指数
因子 ∀v个公因子分别从
不同方面反映了各示范区
的生物多样性恢复和自然
情况 o单独一个公因子不
能反映某一示范区的恢复
情况 o因此按照各公因子
对应的贡献率为权数计算
公式如下k张文彤 ousswl }
Φ € ΚtΚt n Κu n Κv Σt n
Κu
Κt n Κu n Κv Σu n
Κv
Κt n Κu n Κv Σv ∀ kvl
表 7 各示范区综合得分
Ταβ .7 Τηε χοµ ποσιτιϖε σχορε οφ δεµ ονστρατιον αρεασ
示范区
⁄¨ °²±¶·µ¤·¬²±
¤µ¨¤¶
因子得分
≥¦²µ¨ ²©
©¤¦·²µk Σtl
因子得分
≥¦²µ¨ ²©
©¤¦·²µk Σul
因子得分
≥¦²µ¨ ²©
©¤¦·²µk Σvl
综合得分
≤²°³²¶¬·¬√¨ ¶¦²µ¨ k Φl
´ p t1sv t1vv s1zv s1s|
µ p s1vx p s1zv s1ty p s1wu
¶ p s1yw p s1|{ t1vs p s1w|
· p t1s| p s1ty p t1{{ p s1{x
∏ t1t| p s1{{ p s1vz s1ut
√ s1|y t1wt p s1tx s1|z
º s1|w s1su s1ut s1x
式中 }Φ为综合得分 ~Κt 为第 t
主成分贡献率 ~Κu 为第 u主成分
贡献率 ~Κv 为第 v 主成分贡献
率 ~ Σt 为第 t主成分因子得分 ~
Σu 为第 u主成分因子得分 ~Σv 为
第 v主成分因子得分 ∀
根据公式kvl o依据各因子得
分计算各示范区恢复和自然情况
综合得分 o如表 z所示 ∀示范区
√生物多样性恢复效果最好 o示
范区 º 次之 o其他依次是示范区
∏ !示范区 ´ !示范区 µ !示范 ¶ o示范区 ·最差 ∀示范区 µ o¶和 ·地理分布特点相似 o且都为纯林 o但由于
采用不同恢复方式使得恢复效果差异较大 o说明不同的恢复途径所形成的群落类型中 o物种多样性有一定的
差异 ∀
v 各样地恢复情况与环境因子之间的关系
为研究各示范区恢复效果与环境因子之间的关系 o以各样地物种多样性 !均匀度指数为基础 o采用
≤„‘’≤’软件 o对各示范区进行了典型相关分析k≤≤„l o结果如表 {所示 ∀第 t排序轴与海拔 !坡度 !恢复时
间有较显著的关系 o第 u排序轴与坡度有较显著的关系 o第 v排序轴与恢复时间和海拔有较显著的关系 o第 w
排序轴与各环境因子都没有较显著的关系 ∀由此可见 o海拔 !采伐强度 !恢复时间和坡度共同影响各示范区
恢复效果 ∀
s{ 林 业 科 学 ww卷
表 8 影响因子与 ΧΧΑ排序轴之间的相关系数 ≠
Ταβ .8 Χορρελατιον χοεφφιχιεντσ βετωεεν ινφλυενχε φαχτορσ ανδ ΧΧΑ σορτινγ αξεσ
排序轴
≥²µ·¬±ª¤¬¨¶
特征值
∞¬ª¨ ±√¤¯∏¨¶
累计解释率
≤∏°∏¯¤·¬√ ³¨¨µ¦¨±2·¤ª¨
√¤µ¤¬¤±¦¨ ²©¶³¨¦¬¨¶
§¤·¤Πh
采伐强度
≤∏·¬±ª
¬±·¨±¶¬·¼
坡度
Šµ¤§¬¨±·
恢复时间
• ¶¨·²µ¤·¬²±
¼¨ ¤µ¶
海拔
„¯·¬·∏§¨
„÷t s1ts| wz1{ s1u{ p s1xu 3 s1xw 3 s1yv 3
„÷u s1s|z |s1v s1us p s1yw 3 p s1vs p s1tv
„÷v s1ssu |t1u p s1zu 3 p s1t| p s1wv 3 p s1v{
„÷w s |t1v s1tv s1tx s1t{ s1t|
≠ 3 Π s1sx ∀
为了直观表示出各影响因子对各示范区恢复效果的影响程度 o根据各示范区实际情况 o绘制排序图 t ∀
图中带有箭头的线段表示影响因子 o箭头所处的象限表示影响因子与排序轴间的正负相关性 o箭头连线的长
度表示该影响因子与物种分布间相关程度的大小 o连线越长 o相关性越大 ∀箭头连线和排序轴的夹角表示该
影响因子与排序轴的相关性大小 o夹角越小 o相关性越高k¤± ετ αλqoussv ~张金屯 ousswl ∀从图 t可知 o海拔
和恢复时间连线较长 o且与第 t轴k„÷tl呈锐角 o是影响生物多样性恢复的主要影响因子 o且沿第 t轴自左向
右 o随海拔上升 o示范区生物多样性恢复所需要的年限也越长 ∀坡度处于第 u排序轴的负方向 o它与第 u排
序轴k„÷ul负相关 o表明沿 „÷u 轴从下而上坡度变缓 ∀乔木层多样性指数主要受坡度和采伐强度的影响 o随
着采伐强度的增加和坡度减少而降低 ∀灌木层多样性指数与恢复时间和采伐强度正相关 o采伐干扰后 o光照
条件改变 o随着恢复时间的增加 o灌木恢复较快 ∀草本层多样性主要受海拔因素限制 o随着海拔的升高 o受垂
直地带性的影响和温度变化 o草本植物的种类减少 ∀
图 t 生物多样性排序图
ƒ¬ªqt …¬²§¬√¨ µ¶¬·¼¬±§¨¬²© √¨ µ¨¼ ¶·∏§¬¨§¶¬·¨¶
„t 为乔木层多样性指数 Ηχk¤µ¥²µ¯ ¤¼¨ µ¶l ~
„u 为灌木层多样性指数 Ηχk¶«µ∏¥ ¤¯¼¨ µ¶l ~
„v 为草本层多样性指数 Ηχk«¨µ¥ ¤¯¼¨ µ¶l ~
…t 为乔木层均匀度指数 ϑk¤µ¥²µ¯ ¤¼¨ µ¶l ~
…u 为灌木层均匀度指数 ϑk¶«µ∏¥ ¤¯¼¨ µ¶l ~
…v 为草本层均匀度指数 ϑk«¨µ¥ ¤¯¼¨ µ¶l q
在本研究中示范区 ´虽然坡度最大 !采伐强度最小 !海
拔较低 o但为自然恢复 o所以恢复需要较长时间 ∀示范区
µ o¶和 ·地理分布特点相似 o且都为纯林 o但由于采用不
同采伐方式使得恢复效果差异较大 o说明不同的恢复途径
所形成的群落类型中 o物种多样性有一定的差异 ∀在相似
条件下示范区 µ采用择伐经营方式 o多样性恢复优于示范
区 ¶ ~又由于示范区 µ和 ·都采用择伐经营方式 o但示范区
µ恢复时间比示范区 ·长 o其恢复效果优于示范区 · ∀示
范区 ∏和 √ 都受过皆伐干扰且海拔较高 o但示范区 √ 恢复
最好 o因为示范区 √ 恢复时间长为 us年 o并且采用人工促
进演替的恢复方式 ∀相比较而言 o示范区 º 仅用 ts年时
间 o恢复效果仅次于示范区 √ o是因为示范区 º 采用了择伐
的经营方式 ∀森林生物多样性恢复应该以近自然的方式来
进行植被或群落的更新 o这样会更有利于物种多样性保护 ∀
w 结论
本文应用典型相关分析和主成分分析的方法 o综合研
究不同森林类型生物多样性恢复效果 o通过对 z种森林类
型生物多样性的比较研究 o得出以下结论 }
tl 不同的恢复途径所形成的群落类型中 o物种多样性有一定的差异并受环境制约 ∀在本研究中 o白桦
p水曲柳混交林的生物多样性恢复效果最好 o但其恢复时间较长 o相对而言白桦 p山槐混交林恢复时间只有
ts年且恢复效果较好 ∀
ul 落叶松纯林 !樟子松纯林和红松纯林地理分布特点相似 o且都为纯林 o但由于采用不同经营方式使得
恢复效果差异较大 o在相似条件下落叶松纯林采用择伐经营方式 o多样性恢复优于樟子松纯林 ∀
vl 在环境因素相似条件下 o落叶松纯林和红松纯林都采用择伐的经营方式 o落叶松纯林恢复 z年时间
t{ 第 tu期 董希斌等 }帽儿山不同森林类型生物多样性恢复效果分析
而红松纯林恢复时间 y年 o其恢复效果落叶松纯林优于红松纯林 ∀
wl 恢复时间 !采伐方式对生物多样性的恢复和分布起主导作用 ∀
参 考 文 献
艾训儒 qussy1人为干扰对森林群落生物多样性的影响 q福建林业科技 ovvkvl }x p | q
丁 壮 o姚余君 o宋日清 qussy1 帽儿山实验林场老山地区森林资源的历史变迁 q东北林业大学学报 ovwkvl }{z p {| q
贾洪纪 o姚余君 o崔大练 q等 qussz1 帽儿山次生林植被区系成分分析 q东北林业大学学报 ou|k增刊 ul }u{{ p u|v q
李景文 qt||v1黑龙江森林 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 q
马万里 o罗菊春 o荆 涛 o等 qussz1 采伐干扰对长白山核桃楸林生物多样性的影响研究 q植物研究 ouzktl }tt| p tux q
王庆贵 o邢亚娟 qussz1 黑龙江省东部山区森林植物物种多样性的研究 q植物研究 ouzktl }tux p tu{ q
张金屯 qussw1数量生态学 q北京 }科学出版社 q
张文彤 qussw1≥°≥≥统计分析高级教程 q北京 }高等教育出版社 q
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k责任编辑 石红青l
u{ 林 业 科 学 ww卷