陈泽穗

(1.福建省闽清白云山国有林场，福建 闽清 350800；2.人工林可持续经营福建省高校工程研究中心，福建 福州 350002)

生态公益林在保护和改善人类生存环境、维持生态平衡、保存物种资源、科学实验、森林旅游、国土保安等各方面发挥重要作用。杉木是福建省主要的用材树种，随着全国及福建省生态公益林建设的推进，杉木生态公益林面积逐渐增大，其重要性更加突出。近年来有关杉木生态公益林的研究不断增多，大部分研究集中于群落结构、效益评价、补偿管理和空间结构等方面[1-10]，有关生态公益林群落稳定性研究较少。群落的稳定性表征群落抵抗干扰、维系系统的结构与功能保持原状的能力。大多数学者认同多样性程度越高，群落稳定性强，抗干扰能力越强[11]。本文以闽清县白云山22年生杉木生态公益林为研究对象，采用样方相邻格子法，对样地的生物多样性进行调查，对公益性杉木人工林群落的稳定性进行分析，以期为公益林建设、保护提供参考。

1 研究区概况

研究区位于福建省东部的闽清白云山国有林场，地处戴云山山脉，地理位置为118°44′11″ E、26°15′17″ N，海拔771 m，年均气温19.5 ℃，雨量充沛，年均降水量1800 mm左右，属亚热带季风气候。土壤以黄红壤为主，土层深厚，土壤肥力中等。全场经营面积3817.7 hm2，其中生态公益林面积占经营区林地面积的61%，为福州市生态林面积最多的林场，绿化程度达到98.3%，森林覆盖率88.7%。研究区的乔木层为1995年人工种植的杉木(Cunninghamialanceolata)纯林、少量马尾松(Pinusmassoniana)、油桐(Verniciafordii)，林下灌木丰富，主要优势种为秤星树(Ilexasprella)、山苍子(Litseacubeba)、窄基红褐柃(Euryarubiginosavar.attenuata)。

2 研究方法

2.1 调查方法

样地设置在白云山林场丹地隔工区10大班01小班(图1)，样地坡向为北坡，坡度在10°～35°之间，土层深厚、土壤肥沃。2016年7—9月，采用相邻格子法，设置10 m×10 m的乔木层样方50个(图2)，调查样地内胸径≥4 cm的乔木树种的名称、树高、胸径、冠幅等指标，总调查面积5000 m2；每个乔木层的样方内沿对角线设置5 m×5 m的灌木层样方2个，调查每个样方内灌木树种的种名、基径、株高、冠幅，面积共2500 m2；每个乔木层样方内沿对角线设置1 m×1 m的草本层样方3个，调查每个小样方内草本植物的种名、株数、盖度、平均高度等指标，面积共150 m2。

图1 样地位置图图2 乔木样方图

2.2 数据统计方法

重要值(%)=相对密度+相对频度+相对优势度，灌木层、草本层重要值(%)=相对密度+相对频度+相对投影盖度，相对密度(RD)=(某种植物的密度/全部植物的总密度)×100%[13]，相对频度=(该种的频度/所有种的频度总和)×100%，相对优势度=(某植物个体胸高断面积和/样方中全部乔木个体胸高断面积总和)×100%，相对投影盖度=(某植物冠层投影面积之和/调查样地总面积)×100%[14]。

群落的稳定性，根据Godron稳定性测定方法[15-16]，将群落中植物的频度从大到小排列后，计算出总种数倒数的累积比例和相对频度的累积比例，比值越接近20/80，群落就越稳定，反之则越不稳定。参考郑元润[16]对Godron稳定性测定方法改进的模型，求得交点坐标。采用Origin 10.0软件进行绘图。

3 结果与分析

3.1 白云山杉木生态公益林群落的物种组成

由表1可知，22年生杉木生态公益林样地内共有59科89属127种维管束植物，其中乔木层有13科16属17种，灌木层有38科57属90种，草本层有21科28属29种。乔木层植物共有1046株，其中杉木数量最多，占总株树的86.7%，为单一优势种；杉木、马尾松和油桐的重要值位列前三，其它树种重要值较小。灌木层树种较多，优势种优势度不明显，秤星树的重要值最大，山苍子和窄基红褐柃分列第二和第三。草本层重要值最大的是里白(Hicriopterisglauca)，淡竹叶(Lophatherumgracile)次之，里白和淡竹叶为草本层主要优势种；由于受到乔木层和灌木层的影响，草本层种类较单一。

表1 白云山杉木生态公益林主要树种的重要值

3.2 白云山杉木生态公益林群落物种多样性分析

22年生杉木生态公益林群落物种多样性指数、优势度指数、均匀度和丰富度指数见表2。从表2可以看出，该群落多样性指数、均匀度和丰富度指数均表现为灌木层>草本层>乔木层，优势度指数则表现为乔木层>草本层>灌木层。从物种多样性指数分析，灌木层物种数最多，多样性最丰富，多样性指数最高；草本层次之；而乔木层物种多样性指数最低。这是由于在调查样地内乔木层以杉木为主要树种，而灌木层不仅具有灌木植物，还包括乔木树种的幼苗，且以秤星树和山苍子为主构成的灌木疏林林分采光性好，适宜于草本层植物生长。从物种优势度指数分析，该林分起源为杉木人工林，造林初期人工干预较强，因此乔木层的物种优势度指数最高。灌木层和草本层的均匀度指数较高，而乔木层最低，说明该林分划分为生态公益林之后，人工干预减少，林分处于近自然生长状态，灌木层和草本层植被得到较好的保存，数量分配较为均匀。

表2 白云山杉木生态公益林群落物种多样性

3.3 白云山杉木生态公益林群落稳定性分析

采用改进的Godron M测定法，对群落内各种植物的总数量倒数累积和相对应的相对累积相对频度2个因子的散点图进行平滑曲线模拟(图3)[9，12]。如图3所示，白云山杉木生态公益林群落的模拟曲线为y=-0.0312x2+2.3001x+63.621(R2= 0.5747)。曲线与直线方程的交点坐标为(12.50，87.50)，与稳定点(20，80)的欧氏距离为10.61，与稳定交点坐标有一定差距，表明白云山杉木生态公益林处于演替过程中，群落处于接近稳定状态。

图3 白云山杉木生态公益林群落稳定性

4 结论与讨论

1)本次调查结果表明，白云山杉木生态公益林共有植物资源59科89属127种，其中乔木层有13科16属17种，灌木层有38科57属90种，草本层有21科28属29种。群落中杉木重要值最高，为乔木层的单一优势树种；秤星树、窄基红褐柃和山苍子为灌木层的主要优势种；里白和淡叶竹构成了草本层的优势种，均属于中性偏阳的物种，表明该林分有较好的透光度。

2)杉木中龄林群落物种多样性分析表明：物种丰富度、多样性指数和均匀度指数的大小均表现为灌木层>草本层>乔木层，优势度指数大小则表现为乔木层>草本层>灌木层。与林家捷[17]研究结果相比，本研究杉木人工林各层次的多样性指数和均匀度指数略高，灌木层的多样性指数远大于林家捷的研究结果。林下植物种类较同龄的杉木纯林丰富，这可能与该林分多年未受人工干扰有关，随着林分的自然稀疏，林内光照条件逐渐改善，林内生态环境更适宜林下灌木、草本层植被的生长。

3)采用改进的Godson M测定法，对白云山杉木生态公益林的稳定性进行分析，结果表明该群落与稳定交点坐标有一定差距，表明白云山杉木生态公益林处于演替过程中，群落处于接近稳定状态。

*：感谢福建省林业科学研究院林捷高工、黄雍容工程师、高伟工程师在外业调查、论文撰写、数据分析等方面给予指导！