油松人工林乔木层结构与林下灌木多样性耦合关系研究

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.02.017

林业资源管理 ›› 2020›› Issue (2): 112-119.doi: 10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.02.017

油松人工林乔木层结构与林下灌木多样性耦合关系研究

王京民¹(), 周远博²^,³, 卜元坤³, 乔宇欣³, 王嘉宝³, 李卫忠³()

1.国家林业和草原局西北调查规划设计院,西安 710048
2.九台国有林场,兰州 730000
3.西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100

收稿日期:2019-11-30 修回日期:2020-01-10 出版日期:2020-04-28 发布日期:2020-06-15
通讯作者: 李卫忠
作者简介:王京民(1965-),男,河北定州人,高工,长期从事森林资源经营和管理工作。Email:wjmtgyx@sina.com
基金资助:
陕西省林业科学研究重大项目“森林质量精准提升关键技术研究”(SXLY-2018-02);国家重点研究发展计划子课题“基于结构调控的人工林稳定性与生产力协同机制”(2016YFD060020305)

Study on the Coupling Relationship Between Arbor Layer Structure and Shrub Layer Diversity of Chinese Pine Plantation Forests

WANG Jingmin¹(), ZHOU Yuanbo²^,³, BU Yuankun³, QIAO Yuxin³, WANG Jiabao³, LI Weizhong³()

1. Northwest Forest Inventory and Planning Institute of National Forestry and Grassland Administration,Xi'an 710048
2. Jiutai National Forest Farm,Lanzhou 730000
3. College of Forestry,Northwest A&F University,Yangling 712100

Received:2019-11-30 Revised:2020-01-10 Online:2020-04-28 Published:2020-06-15
Contact: LI Weizhong

摘要/Abstract

摘要：

人工林生态系统是森林生态系统的重要组成部分,以陕西省延安市黄龙山林区油松人工林为研究对象,对比了4种不同密度的油松人工林样地内乔木空间结构(角尺度、混交度、密集度和大小比数)和灌木多样性(Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielon指数、Gleason指数和Margalef指数)的差异,建立了乔木空间结构与灌木多样性的耦合关系,探讨了乔木空间结构和灌木多样性的作用关系。结果显示:1)在不同密度的样地中,株数密度为2 300~2 800株/hm²的样地空间结构最佳;2)灌木多样性受林分密度影响显著,灌木多样性在不同密度中排序为低密度>较低密度>较高密度>高密度;3)不同密度的林分中,乔木空间结构对灌木多样性的影响不同,其中株数密度为2300~2800株/hm²的林分中,灌木多样性与乔木空间结构具有较强的相关关系,在该密度下可以通过调整乔木层的结构而改变灌木层的多样性。

关键词: 油松人工林, 空间结构, 灌木多样性, 株数密度, 耦合关系

Abstract:

Plantation forest ecosystem is an important part of forest ecosystem.We use the Chinese pine which belongs to Shaanxi province Huanglong mountain as the research object and compares the four different density groups of Chinese pine plantation plots which in the difference of the spatial structure (Mingling index,Dominance index,Uniform Angle index and Crowding index) and of different shrub diversity (Simpson index,Shannon-Wiener index,Pielon index,Gleason index and Margalef index).The coupling relationship between tree spatial structure and shrub diversity was established and we discuss the relationship between them.The results showed that:(a) among the all groups,the spatial structure of the plot which showed a tree density of 2 300-2 800/hm² was the best;(b) shrub diversity was significantly affected by tree density,the shrub diversity which in different tree density groups shows:low-density>mid-lower density>low-density>mid-higher density>high-density;(c) in different groups,the difference of tree spatial structure has different effects on shrub diversity,in the plots which showed a tree density of 2300 ~ 2800/hm²,a higher correlation relationship between tree spatial structure and shrub diversity could be observed.This indicates that shrub diversity could be changed via an adjustment tree spatial structure in that tree density.

Key words: Chinese pine plantation forest, spatial structure, shrub diversity, tree density, coupling relationship

中图分类号:

王京民, 周远博, 卜元坤, 乔宇欣, 王嘉宝, 李卫忠. 油松人工林乔木层结构与林下灌木多样性耦合关系研究[J]. 林业资源管理, 2020,(2): 112-119.

WANG Jingmin, ZHOU Yuanbo, BU Yuankun, QIAO Yuxin, WANG Jiabao, LI Weizhong. Study on the Coupling Relationship Between Arbor Layer Structure and Shrub Layer Diversity of Chinese Pine Plantation Forests[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2020,(2): 112-119.

图/表 6

表1

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表2

表3

表4

图2

参考文献 21

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样地号	样地组	郁闭度	平均胸径/cm	平均树高/m	密度/(株/hm²)	年龄/a	坡度/(°)	灌木种类/种	海拔/m
1	HDP	0.80	8.29	8.06	4533	29	35	12	1214
2	HDP	0.96	13.44	14.63	3917	35	28	10	1468
3	HDP	0.86	9.79	8.70	3850	32	33	12	1228
4	HDP	0.94	10.36	12.99	3767	34	18	14	1436
5	HDP	0.90	9.24	8.44	3417	32	40	11	1223
6	MDP	0.88	13.21	13.16	2800	35	21	17	1408
7	MDP	0.91	13.21	13.62	2700	32	15	14	1358
8	MDP	0.86	13.72	13.58	2700	37	15	17	1509
9	MDP	0.90	11.82	12.79	2500	39	25	9	1123
10	MDP	0.86	32.02	17.90	2300	48	5	11	1215
11	LDP	0.78	12.64	11.43	2200	34	31	18	1423
12	LDP	0.91	12.32	12.89	2133	34	7	17	1273
13	LDP	0.92	16.18	13.64	2100	31	13	17	1379
14	LDP	0.91	14.23	10.94	1917	31	5	12	1482
15	LDP	0.73	13.18	13.14	1900	55	12	16	1243
16	ELD	0.83	15.32	12.36	1817	44	25.5	23	1478
17	ELD	0.82	14.46	14.97	1633	42	32	21	1457
18	ELD	0.94	22.20	18.35	1617	55	27	18	1410
19	ELD	0.93	16.68	13.44	1400	37	18	20	1377
20	ELD	0.87	18.57	13.39	1283	43	22	19	1459

灌木多样性	样地类型
灌木多样性	高密度组	较高密度组	较低密度组	低密度组
Marglef指数	1.91±0.32^c	2.28±0.54^bc	2.71±0.21^ab	3.18±0.27^a
Pielou指数	0.66±0.09^a	0.74±0.15^a	0.82±0.10^a	0.76±0.13^a
Shannon-Wienner指数	1.60±0.17^b	1.89±0.30^ab	2.26±0.28^a	2.27±0.39^a
Simpson指数	0.76±0.04^b	0.83±0.04^ab	0.85±0.06^a	0.89±0.02^a
Gleason指数	2.44±0.31^b	2.82±0.74^b	3.31±0.49^ab	4.18±0.40^a

样地类型	指标	多样性主成分				指标	结构主成分
样地类型	指标	PC1	PC2	PC3	PC4	指标	PC1	PC2	PC3	PC4
HDP	Mar	0.485	-0.102	0.411	-0.765	W	-0.568	0.275	-0.286	0.721
	Pie	-0.507	0.214	0.121	-0.274	M	0.564	0.207	0.547	0.583
	Sha	-0.464	0.330	0.659	0.009	U	0.498	-0.468	-0.663	0.307
	Sim	0.245	0.894	-0.336	-0.145	C	0.334	0.814	-0.423	-0.216
	Gle	0.482	0.190	0.519	0.564
MDP	Mar	-0.525	-0.310	-0.309	-0.662	W	0.557	0.096	0.809	-0.164
	Pie	0.555	-0.258	-0.145	-0.520	M	0.586	-0.132	-0.232	0.765
	Sha	0.356	-0.564	-0.514	0.393	U	0.173	0.954	-0.24	-0.041
	Sim	-0.027	-0.653	0.754	0.007	C	-0.563	0.25	0.484	0.622
	Gle	-0.537	-0.305	-0.227	0.370
LDP	Mar	-0.183	-0.654	-0.721	0.058	W	-0.604	0.321	-0.335	-0.648
	Pie	-0.501	0.377	-0.079	0.052	M	-0.441	-0.503	0.714	-0.208
	Sha	-0.580	0.067	0.066	0.674	U	0.132	-0.793	-0.546	-0.234
	Sim	-0.582	0.039	-0.005	-0.734	C	-0.651	-0.118	-0.283	0.694
	Gle	-0.200	-0.651	0.685	-0.003
ELD	Mar	-0.518	0.365	-0.292	0.715	W	-0.688	-0.162	-0.162	0.689
	Pie	-0.376	-0.612	-0.070	0.055	M	0.111	0.827	0.383	0.396
	Sha	-0.458	-0.508	-0.121	-0.167	U	-0.546	-0.081	0.736	-0.391
	Sim	-0.398	0.141	0.907	0.010	C	0.465	-0.532	0.534	0.465
	Gle	-0.471	0.463	-0.271	-0.676

样地类型	主成分		多样性					结构
样地类型	主成分		特征值(φ_i)	贡献率/%	累计贡献率/%			特征值(φ_i)	贡献率/%		累计贡献率/%
HDP	PC1	1.916		73.5		73.5	1.609			64.7	64.7
	PC2	0.968		18.8		92.2	0.992			24.6	89.3
	PC3	0.497		4.9		97.1	0.548			7.5	96.8
	PC4	0.378		2.9		100.0	0.356			3.2	100
MDP	PC1	1.698		57.7		57.7	1.683			70.8	70.8
	PC2	1.187		28.2		85.9	0.997			24.9	95.7
	PC3	0.836		14.0		99.9	0.415			4.3	100
	PC4	0.085		0.1		100	0.029			0	100
LDP	PC1	1.715		58.8		58.8	1.480			54.8	54.8
	PC2	1.360		37.0		95.8	1.139			32.5	87.2
	PC3	0.459		4.2		100	0.692			12.0	99.2
	PC4	0.022		0		100	0.177			0.8	100
ELD	PC1	1.643		54.0		54.0	1.410			49.7	49.7
	PC2	1.281		32.8		86.8	1.125			31.6	81.3
	PC3	0.811		13.2		99.9	0.855			18.3	99.6
	PC4	0.052		0.1		100	0.127			0.4	100

油松人工林乔木层结构与林下灌木多样性耦合关系研究

Study on the Coupling Relationship Between Arbor Layer Structure and Shrub Layer Diversity of Chinese Pine Plantation Forests

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