鄂中地区马尾松人工林群落演替特征研究

鄂中地区马尾松人工林群落演替特征研究

戴 冬1，彭楚才1，黄 鑫1，郑夔荣1，滕明君1，周志翔1*，孙林山2，刘小宇2

【摘 要】摘要：[目的]以鄂中地区马尾松人工林为研究对象，对马尾松人工林演替过程中物种多样性的变化、演替趋势以及天然更新展开研究，为马尾松人工林的近自然经营提供依据。[方法]对研究区不同林龄(9 a、18 a、28 a和48 a)和不同林分密度(1 0882 644株·hm-2)的马尾松人工林样地林下植物进行调查，并测量林内透光率，分析了乔木树种的演替趋势和多样性影响因素。[结果]表明，马尾松人工林中的主要演替树种为樟树、冬青、杉木、苦楝和短柄枹栎5种。马尾松人工林的主林层与演替层的物种多样性指数随龄级组增加表现为逐渐上升趋势。林内透光率对更新层(P<0.01)和演替层(P<0.05)的多样性均有显著的影响，在本研究的密度范围内，林分密度与乔木树种的幼树幼苗密度呈极显著负相关(P<0.01)，与更新层密度呈显著负相关(P<0.05)。[结论]鄂中地区马尾松人工林群落的顶级群落为冬青+樟树+短柄枹栎混交林。研究区的人工林总体更新能力偏弱，在天然更新弱的区域可以采取补植阔叶树种幼树等方式来进行人工辅助更新。 【期刊名称】《林业科学研究》 【年(卷),期】2019(032)006 【总页数】8

【关键词】马尾松；人工林；群落演替；物种多样性；透光率 修回日期： 2019-06-10

基金项目： 湖北省重大科技创新计划项目(2018ABA074)、国家重点研发计划

项目(2016YFD0600201)，湖北秭归三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站资助。

我国人工林面积达6 933万hm2[1]，从2000年至2017年，我国的绿化面积已经得到大幅的增加，其中人工林贡献了42%的叶面积增长[2]。开展人工林群落演替的研究有助于人工林生态系统的控制和管理，指导人工林的近自然经营与质量提升，也是合理利用自然资源的理论基础[3-4]。马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国南方种植最为广泛的乡土树种之一，具有速生丰产、耐瘠薄、用途广泛等优点，同时也是重要的造林先锋树种[5]。马尾松人工林面积居我国针叶林的首位[6]，因此其演替研究一直受到关注。前人研究表明，马尾松人工林随着林龄的增加，常绿树种的数量逐渐增加[6-8]，人工林的多样性逐渐上升[9]。随着马尾松人工林中常绿和阔叶树种比例不断升高，尽管短期内马尾松仍处于优势地位，但由于更新不良，马尾松普遍存在衰退的趋势[8,10]。一些研究发现，林分密度与乔木幼苗的密度有显著的负相关关系[13-14]，因此，林分密度对于人工林的演替进程有较大影响。光照作为森林更新中极为关键的环境因子[13]，是森林空间格局变化的重要驱动力。不同的林隙干扰导致了林隙内光照的差异，并进一步造成微环境的时空异质性，对幼苗分布格局具有重要的影响[14]，从而进一步对森林群落的多样性产生影响。

鄂中丘陵地区接近马尾松栽植的北缘，具有典型的北亚热带气候。该地区栽植有大量的马尾松，是北亚热带马尾松人工林的典型代表[15]，本研究通过对湖北省太子山林场管理局不同龄级组及不同密度的马尾松人工林群落结构的调查，探讨鄂中丘陵地区马尾松人工林的树种组成变化及演替趋势，以期为该区域马尾松人工林的近自然经营提供理论支持。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区域概况

太子山林场管理局位于湖北省荆门市京山县西南部(112°48′45″ 113°03′45″ E，30°48′30″ 31°02′30″ N)，属于鄂中丘陵地区，亚热带季风湿润性气候区。太子山地区夏秋多雨，冬春干旱。年平均气温16.4℃，1月为最冷月，平均气温为2.63℃，极端最低温度为-19.6℃；7月为最热月，平均气温为28.8℃，极端最高温度为39.2℃。初霜期11月中旬，终霜期3月中旬，无霜期240 d 。年平均降水量1 094.6 mm。土壤以黄棕壤为主。林场森林资源丰富，森林覆盖率83%，栽植树种以马尾松、杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.)、湿地松(Pinus elliottii Engelm.)、柏木(Cupressus funebris Endl.)、麻栎(Quercus acutissima Carruth.)为主，有植物138科204属[16]。太子山的马尾松属于两广马尾松(亦称枞松)，主要的抚育措施为择伐。择伐是根据林木长势和郁闭度来进行，择伐的原则是“伐大留小”。从马尾松林龄1015 a开始第1次择伐，此后大约每10 a进行1次疏伐，直到马尾松长到成熟林阶段为止。 1.2 标准地设置

本研究采用样地调查和时空替代相结合的方法进行。2017年分别在林龄为9 a(幼龄林)、18 a(中龄林)、28 a(近熟林)、48 a(成熟林)的4个马尾松人工林龄级组中各布置3个30 m×30 m的样地，共计12个样地。再在25 a生同龄马尾松人工林低密度(1 0881 311株·hm-2)、中密度(1 3661 600株·hm-2)和高密度(1 9882 644株·hm-2)3种不同密度的林分中各布置3个30 m×30 m的样地，共计9个样地。不同林龄和不同密度共有调查样地21个。