马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(castanopsisfissa)、米老排(mytilarialaosensis)、润楠(machiluspingii)、红锥(c.hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm2。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600m2的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(choerospondiasaxillaris)、水锦树(wendlandiauvariifolia),枫香(liquidambarformosana)、破布木(cordiadichotoma)、白背桐(mallotuspaniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(evodialepta)、鸭脚木(scheffleraminutistellata)、白花龙(styraxfaberi)、中平树(macarangadenticulata)、黄毛榕(ficusesquiroliana)、华南毛柃(euryaciliata)、罗浮柿(diospyrosmorrisiana)、猴耳环(pithecellobiumclypearia)、木姜子(litseapungens)、毛黄肉楠(actinodaphnepilosa)等。(2)间伐处理前,600m2样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600m2样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(cyrtococcumpatens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、shannon-wiener指数、simpson指数和pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。