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Primary Study on Sprout Regeneration of Several Dominant Species of Evergreen Broad Leaved Forest after Logging in Tiantong

天童几种常绿阔叶林优势种在砍伐后萌枝更新的初步研究



全 文 :武汉植物学研究 2004,22(1):52~57
Journal of Wuhan Botanical Research
天童几种常绿阔叶林优势种在砍伐后
萌枝更新的初步研究
王希华,严 晓,闫恩荣,金毅
(华东师范大学环境科学系,上海 200062)
摘 要:对以萌生方式形成的木荷、石栎、苦槠、栲树、米槠植株的根桩和萌枝状况进行了调查及测量。结果显示各
种类萌枝数的大小顺序是:木荷>苦槠>石栎>米槠>栲树;结合萌枝状况可以推断萌枝能力的大小顺序应该是 :
木荷>苦槠>石栎>栲树>米槠。砍伐对木荷、石栎、苦槠、栲树、米槠萌芽更新都会造成影响,对栲树、米槠影响更
大,而对木荷、石栎、苦槠影响较小。从植物萌生角度来说,这是形成研究地区大面积的以木荷、石栎、苦槠为优势种
组成的次生灌丛的主要原因。
关键词:优势种;砍伐;萌枝;更新
中囝分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:i000—470X(2004)01—0052—06
Primary Study on Sprout Regeneration of Several Dominant Species
of Evergreen Broad Leaved Forest after Logging in Tiantong
WANG Xi-Hua,YAN Xiao,YAN En—Rong,JIN Yi
(Department of Environment Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China)
Abstract:The stump and resprouting of Schima superba,Lithocarpus glaber,Castanopsis sclero-
phylla,Castanopsis carlesii,and Castanopsis rgesii that fully grown from sprouting were inves—
tigated and measured.The results indicated that the orders of resprouting number are as follows:
Schima superba> Lithocarpus glaber> Castanopsis sclerophylla> Castanopsis carlesii> Castanopsis
rgesii.Moreover,it can conclude that the orders of the resprouting ability are as follows:Schi—
ma superba~ Lithocarpus glaber~ Castanopsis sclerophylla~ Castanopsis rgesii~ Castanopsis car-
lesii.The authors proposed that the resprouting ability on cutting of Castanopsis厂口rgesii and Cas—
tanopsis carlesii more than Schima superba,Lithocarpus glaber and Castanopsis sclerophylla.In
the plant sprout view ,consequently ,it is a reason that there is a great lot of secondary shrub,
which dominated by Schima superba,Lithocarpus glaber and Castanopsis sclerophylla.
Key words:Dominants;Logging;Sprout;Regeneration
森林在受到人为或自然破坏后,主要是通过种子
萌发产生的种苗或残留植物体的萌枝来进行更新,从
而维持森林群落的稳定。以往所进行的森林群落更新
研究多从种子库、种苗库方面考虑,对作为树木更新
重要方式的萌枝情况研究相对较少。萌枝更新不仅在
维持森林群落的稳定性方面起着非常重要的作用,同
时也会对群落的结构、组成、多样性等方面产生影响,
特别是在探讨植被蛔复及退化植被的成因方面具有
重要作用,应对其进行广泛深入的研究。在以往,主要
把萌枝作为一种生活史策略进行研究,如萌枝对火
烧、飓风、砍伐等各种干扰的反应[1]。Wiliam J.对萌
枝的研究进展进行了综述,就近年来萌枝在植物的生
活史、植物地理、群落动态、保护生物学等方面的研究
工作进行了总结,并提出应进一步加强这方面的研究
收稿日期:2003—05—01,修回日期:2003—09—21。
基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(30130060)I上海市重点学科资助项目。
作者简介:王希华(1964一),男,硕士,副教授,从事植被生态学和恢复生态学研究。
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第 l期 王希华等:天童几种常绿阔叶林优势种在砍伐后萌枝更新的初步研究 53
工作[2]。国内的研究主要探讨一些经济林木被砍伐后
的更新状况,如刺槐(Robinia pseudoacacia L.)L3]、
尾叶桉(Eucalyptus urophyla)L4]、泡桐(Paulownia
spp.)[5 等,但也有关于天然林萌枝生态学的研究,如
何永涛对云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林萌生现象
的研究[6],贺金生对湖北神农架地区米心水青冈萌枝
过程进行的调查研究L7 等,总的看来这方面的研究工
作还处于探索阶段。
我国分布有世界上面积最大且最为典型的常绿
阔叶林,但由于干扰过重使得大多数已退化为灌丛,
其中绝大多数是经过反复砍伐而形成。位于浙江省鄞
县天童国家森林公园周边地区的灌丛也属于此种类
型,其地带性植被为常绿阔叶林 。由于萌枝更新在
这些灌丛的形成过程中起着非常重要的作用,因此本
研究选取了天童常绿阔叶林中 5种优势种:木荷
(Schima superba)、石栎(Lithocarpus glaber)、苦槠
(Castanopsis sclerophla)、栲 树 (Castanopsis far—
gesi)、米槠(Castanopsis carlesi),主要研究它们被
砍伐后的萌枝更新状况,为解释此类次生灌丛的成
因,以及改造次生灌丛的实践提供理论依据,也为揭
示常绿阔叶林的退化机理和恢复途径提供基础性的
资料。
1 研究地点及植被概况
天童国家森林公园位于浙江省鄞县东南部,地处
北纬29。48 ,东经121。47 。公园所在地三面环山,主峰
太白山海拔653.3 m,一般山峰海拔300 m左右,坡度
多在10。"-30。之间。气候为温暖湿润的亚热带季风气
候,全年温和多雨,四季分明。据鄞县气象台记录,年
平均温度为16.2℃,年平均降雨量为1 374.7 mm。
本研究分别选取了2个群落类型,一个位于天童
山天龙园,海拔 250 m左右,土壤为砂质红壤,植物
群落是以木荷、石栎、苦槠为优势的灌丛,为当地农民
频繁砍伐后通过萌生方式形成。另一个位于古天童,
海拔 280 m左右,土壤类型也为砂质红壤,群落优势
种为栲树、米槠,此群落 15年前皆被伐过,随后又经
过几次间断的砍伐,基本都是萌生形成。以上 2种类
型环境条件基本相同,都有被多次砍伐的历史。
2 研究方法
分别在以上两个群落内各选取一块萌生比较典
型的地段,对以萌生方式形成的木荷、石栎、苦槠、栲
树、米槠植株的根桩和萌枝状况进行调查及测量,测
量根桩的高度通常小于 30 am,同当地农民砍柴留
下的根桩高度相似。测量的各项指标如下。
2.1 根桩基径
通常取伐口界面上两个垂直直径的平均值。
2.2 砍伐次数及相应根桩、萌枝状况
一 伐根桩为通过种子萌发形成的树木在第一
次被砍伐后残留的根桩,一伐根桩上的萌枝我们
称为一伐萌枝;二伐根桩是一伐根桩上 的萌枝
再次被砍伐后形成的根桩,二伐根桩上的萌枝称为
二伐萌枝;三伐根桩、三伐萌枝依此类推,其形态结
构见图 1。
图 1 砍伐次数及相应根桩、萌枝
Fig.1 Logging times and relative stump/resprouting
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54 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
2.3 根桩萌芽情况及萌枝数
根桩萌芽情况用萌或不萌来度量,根桩种类主
要通过萌枝叶片来鉴定(特别是对于二、三伐根桩可
根据前次萌枝的叶片鉴定根桩种类)。萌枝数通过清
点现存萌枝的数量获得,如果砍伐后经历的时间过
长,则会出现萌枝的自然死亡过程,因此得到的萌枝
数可能比实际情况低。
2.4 萌枝能力
目前对萌枝力评定标准不一,有的以萌枝数、萌
枝粗细、高低及健康状况为标准[9],多数是以萌枝数
量作为标准 。。本研究以萌枝数为主导因子,同
时结合多次伐桩的萌枝情况来评定萌枝能力。
3 结果
3.1 萌枝状况
本次调查中各植物种类的萌枝情况见表 1。从
表 1中可以看出,各种类在调查区域内经一次砍伐
后普遍可以产生萌枝。二伐后木荷、石栎和苦槠基本
上都可以萌枝,仅有个别不产生萌枝,而米槠、栲树
则表现出完全不同的特征,萌与不萌根桩数几乎相
当,栲树尤为明显。三伐后米槠、栲树的根桩则很难
调查到,表明其经受多次砍伐后萌枝力大大下降 ,而
木荷、石栎仍然能够产生萌枝,苦槠则处于中间地
位,萌枝与非萌枝状态都有出现。
在所调查的二次砍伐根桩中,木荷(21株)仅发
现 2株未萌的根桩;石栎(9株)全部能萌,苦槠(41
株)仅 1株未萌;栲树(109株)萌枝比例占总个体数
的 52.3 ;米槠 (24株)萌枝 比例占总个体数的
37.5 。三次砍伐下,木荷(15株)全萌,石栎(9株)
全萌,苦槠(24株)萌发率为 70.8 ,调查中仅发现
3株被三次砍伐的米槠根桩,都没有萌枝,而栲树则
没有调查到三次砍伐的根桩。
表 1 不同树种的伐桩萌枝状况
Table 1 Status of stump sprout of different species
*一伐后不能萌发的根桩目前无法判定其种类,在调查区域内这种情况基本没有。
* It is not decided on species to sprouting stump after first logging,and there is no this Ease in the investigated region·
3.2 一次砍伐萌枝的更新状况
一 伐后不同径级的根桩萌枝数在一定径级范围
内随径级增大,萌枝数增加,随后则出现下降(图
2)。木荷的径级在小于 22 cm时,萌枝数随径级增大
而增加,径级大于 22 cm后,萌枝数下降。石栎径级
在小于 9 cm时,萌枝数随径级增大而增加,在基径
为 9 cm时,萌枝数最大,随后萌枝数也下降。苦槠径
级小于 10 cm时,萌枝数随径级增加而增大,随后也
下降。栲树径级在小于 25 cm时,萌枝数随着径级增
大而增加,没有表现出在一定径级萌枝数减少的趋
势。米槠径级在小于22 cm时,萌枝数随径级增大有
增加的趋势,但表现极不规律,有时增加,有时减少,
大于22 cm后,萌枝数则减少。除栲树外,其余种类
与 Johson观测的赤栎(Quercus rubra L.)伐桩萌枝
情况基本相似,即萌枝率在一定径级范围内随直径
的增加而增加,随后下降口h ]。
从一伐后不同树种之间萌枝状态的比较(表 2)
可以看出,在所有的径级范围内,一般是木荷萌枝数
较多,而其它物种则在不同径级内的表现略有差异,
在 1~10 cm径级范围内,萌枝数的大小依次为木
荷>石栎>苦槠>栲树>米槠;在 10.-~20 cm径级
范围内,其顺序为木荷>石栎>米槠>苦槠>栲树;
20 cm以上径级范围各物种萌枝数的大小依次为:木
荷>石栎>栲树>米槠。如果对各径级进行平均计
算然后比较,各物种萌枝数的大小则大体表现为:木
荷>石栎>苦槠>米槠>栲树。
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O 5 10 15 2O 25 3O 35 4O
基径 Base diameter(cm)
图 2 各优势种一伐状况下不同桩径的萌枝数
Fig.2 Resprouting number of different stump diameter for different dominant after first logging
表 2 一次砍伐情况下不同树种的根萌状况
Table 2 Status of stump sprout of different species in first cutting
3.3 二次砍伐萌枝的更新状况
二伐后木荷、苦槠的萌枝规律同一伐相似,即不
同径级根桩萌枝数在一定径级范围内随径级增大萌
枝数增加,随后贝Ij出现下降(图 3)。木荷径级小于
18 cm时,随径级增大萌枝数增加,随后下降;苦槠
径级小于 12 cm时,萌枝数随径级增大而增大,随后
也下降。栲树径级小于 12 cm时,随径级增大萌枝数
一 直增加,没有表现出与木荷、苦槠一样的规律。石
栎径级小于 13 cm时,随径级增大萌枝数增加,米槠
径级小于 15 cm时,萌枝数一直随着径级增大有增
加的趋势,但表现极不规律,总趋势是增加的。
从二伐后不同树种之间萌枝状态的比较(表 3)
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武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
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基 径 Base diamcIer(cm)
20
图 3 各优势种二次砍伐后不同桩径的萌枝数
Fig·3 Resprouting number of different stump diameter for different dominant after second logging
可以看出,在所有的径级范围内,仍然是木荷萌枝数
最多,而其它种类则在不同径级内的表现略有差异,
相同径级的不同树种,其大小顺序为:木荷>石栎>
苦槠>栲树>米槠,与总的平均萌枝数大小顺序大
体一致,仅仅是米槠和栲树互换位置,其顺序为:木
荷>石栎>苦槠>米槠>栲树。
表 3 二次砍伐下不同树种的根萌状况
Table 3 Status of stump sprout of different species in second cutting
3.4 三次砍伐萌枝的更新状况
在三伐后木荷仍然能够保持旺盛的萌枝能力,
但是萌枝数与径级大小的规律发生了改变,即随径
级的增大,萌枝数总的趋向是增加,但有时又有减
少,呈波动状增加,而不象一伐、二伐那样达到某个
径级大小后,萌枝数又开始减少。其它种类没有调查
到三伐后的萌枝情况。
如 加 l二 加 0
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4 小结
(1)通过 5种优势种的比较研究可以看出,一
般情况下,在相同的径级范围内,木荷的萌枝数比石
栎、苦槠、米槠、栲树多,五者之间的大小顺序是:木
荷>苦槠>石栎>米槠>栲树。同时,结合萌枝状况
(见表 1)可以看出,一伐普遍可以萌发,二伐石栎(9
株)也可全部萌发,苦槠(4O株)则发现一株未萌,木
荷(21株)仅出现二株未萌,栲树(109株)萌发率为
52.3%,米槠(24株)萌发率仅为 37.5%;三伐木荷、
苦槠、石栎均可萌发,栲树、米槠则不萌发。因此可推
断萌枝能力的大小顺序应该是:木荷>苦槠>石栎
>栲树>米槠。
(2)从两个群落类型优势种的组成中可以看
出,在经常遭受砍伐干扰的情况下,形成以木荷、石
栎、苦槠为优势种的次生灌丛,这是由于木荷、石栎、
苦槠比较耐受砍伐的胁迫;另外,这些种类还形成了
一 系列耐砍伐的适应机制,即以极强的萌枝能力、以
及根桩保持较长时间的存活力为萌枝输送足够的养
分等来适应多次砍伐;而栲树、米槠似乎不具有这样
的能力。因此可以推测:砍伐对木荷、石栎、苦槠、栲
树、米槠的萌枝更新都会造成影响,但二伐、三伐对
栲树、米槠的影响更大,对木荷、石栎、苦槠的影响则
较小,因此从某种程度上说,这也是亚热带东部形成
大面积以木荷、石栎、苦槠为优势种的次生灌丛的主
要原因。
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