大兴安岭绰纳河保护区植物多样性特征

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.010

摘要/Abstract

摘要：

探究林分结构、立地条件、保护强度与植物多样性之间存在的耦合关系，有助于提升保护区植物多样性保护效果。基于此，该研究选择大兴安岭绰纳河国家级自然保护区森林群落作为研究对象，调查乔木层、灌木层、草本层植物多样性和林分结构特征，并采集土壤样品测定土壤理化性质。利用频率分布、冗余排序与方差分解分析等方法，揭示该区域植物多样性特征及其与影响因素间的耦合关系。结果表明：（1）绰纳河保护区乔木层主要树种为落叶松（Larix gmelinii），相对多度为64.35%，其次为白桦（Betula platyphylla）；灌木以越橘（Vaccinium vitis-idaea）占比最高，达到72.70%；草本共记录77种，其中羊须草（Carex callitrichos）占比最大（23.72%）。（2）乔、灌、草丰富度与多样性指数由大到小排序依次为草本层、乔木层、灌木层，均匀度指数以灌木层最高。（3）方差分解分析和冗余分析结果表明，林分结构的独立效应对植物多样性变化解释量最大；草本层盖度、灌木密度、乔木树高和土壤容重与植物多样性变化关系最为紧密。通过调整林分结构来提升植物多样性是简单而又可靠的途径，上述结果为大兴安岭地区林分管理提供了数据支撑。

关键词: 植物多样性, 林分结构, 立地条件, 冗余分析

Abstract:

Exploring the coupling relationship among stand structure， site conditions， protection intensity， and plant diversity is helpful to improve the effect of plant diversity protection in protected areas. Based on this， the forest community of the Chuona River National Nature Reserve in Daxing’anling Mts was selected as the research object， the plant diversity and stand structure characteristics of the arbor， shrub， and herb layers were investigated， and the soil samples were collected and the soil physicochemical properties were determined. The frequency distribution， redundancy ranking and variance analysis were used to reveal the characteristics of plant diversity and its coupling relationship with influencing factors. The results showed that：（1）Larix gmelinii was the dominant tree species in the tree layer of Chuona River Reserve， with a relative abundance of 64.35%， followed by Betula platyphylla. The proportion of lingonberry（Vaccinium vitis-idaea） in shrubs was the highest， reaching 72.70%. A total of 77 herbs were recorded， of which Carex callitrichos accounted for the largest proportion（23.72%）. （2）The order of richness index and diversity index was herb layer>arbor layer>shrub layer， and the shrub layer had the highest evenness index. （3）Redundancy analysis and variance decomposition analysis showed that the independent effects of stand structure explained the most changes in plant diversity. Herbaceous coverage， shrub density， tree height and soil bulk density were most closely related to plant diversity changes. Adjusting stand structure would be a simple and reliable way to improve plant diversity， and the above results provided data support for stand management in Daxing’anling Mts.

Key words: species diversity, stand structure, site conditions, redundancy analysis

中图分类号:

Q948.15

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图/表 6

表1

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表2

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表3

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层次结构 Vertical structure	指标 Index	平均值 Mean	中位数 Median	标准误差 Standard error	分布区间 Distribution interval
乔木层 Arbor layer	乔木树高TH/m	15.29	15.41	0.29	10.78~19.07
	乔木胸径TDBH/cm	15.37	15.29	0.35	11.19~19.84
	乔木枝下高TCBH/m	9.78	9.94	0.38	3.91~14.42
	郁闭度CD	0.68	0.70	0.02	0.40~0.90
	乔木密度TD/（株·m^-2）	0.12	0.12	0.01	0.05~0.21
灌木层 Shrub layer	灌木高度SH/m	0.69	0.70	0.05	0.20~1.30
	灌木地径SGD/cm	1.13	1.11	0.05	0.51~1.77
	灌木冠幅 SCD/m²	0.25	0.22	0.04	0.13~1.14
	灌木盖度SC/%	16.35	15.76	1.44	3.15~40.73
	灌木密度SD/（株·m^-2）	7.01	2.04	2.14	0.25~59.75
草本层 Herb layer	草本高度HH/cm	28.98	27.00	1.35	17.40~49.83
草本层 Herb layer	草本盖度HC/%	14.14	12.02	1.51	3.66~42.32

指标 Index	平均值 Mean	中位数 Median	标准误差 Standard error	25%中位数 25% median	75%中位数 75% median	最小50%区间 Minimum 50% range	最大分布区间 Max interval	分布区间 Distribution interval	类型 Distribution type
乔木丰富度T-R Tree richness	3.97	4.00	0.20	3.00	5.00	3.00~4.00	5.00~65.00	2.00~7.00	多峰 Multimodal
乔木Simpson指数T-D Tree Simpson index	0.42	0.44	0.03	0.34	0.54	0.40~0.57	0.40~0.50	0.08~0.70	单峰 Unimodal
乔木Shannon指数T-H′ Tree Shannon-Wiener index	0.76	0.76	0.04	0.61	0.92	0.63~0.95	0.60~0.80	0.20~1.33	单峰 Unimodal
乔木Pielou指数T-Ea Tree evenness index	0.67	0.69	0.03	0.51	0.82	0.80~0.90	0.50~0.60	0.39~0.94	单峰 Unimodal
灌木丰富度S-R Shrub richness	2.66	3.00	0.19	2.00	3.00	2.00~3.00	3.00~4.00	1.00~5.00	单峰 Unimodal
灌木Simpson指数S-D Shrub Simpson index	0.35	0.46	0.04	0.10	0.53	0.42~0.57	0.40~0.50	0~0.66	多峰 Multimodal
灌木Shannon指数S-H′ Shrub Shannon-Wiener index	0.58	0.67	0.06	0.24	0.89	0.70~1.00	0.50~1.00	0~1.24	单峰 Unimodal
灌木Pielou指数S-Ea Shrub evenness index	0.73	0.78	0.04	0.61	0.91	0.73~1.00	0.90~1.00	0.38~1.00	单峰 Unimodal
草本丰富度H-R Herb richness	10.87	11.00	0.53	8.00	13.00	10.00~13.00	10.00~12.50	4.00~22.00	单峰 Unimodal
草本Simpson指数H-D Herb Simpson index	0.78	0.80	0.02	0.74	0.85	0.78~0.87	0.80~0.90	0.40~0.92	单峰 Unimodal
草本Shannon指数H-H′ Herb Shannon-Wiener index	1.89	1.94	0.06	1.72	2.14	1.75~2.10	1.75~2.00	0.89~2.66	单峰 Unimodal
草本Pielou指数H-Ea Herb evenness index	0.69	0.69	0.02	0.62	0.78	0.67~0.78	0.65~0.75	0.43~0.86	单峰 Unimodal

简单效应 Simple term effects				条件效应 Conditional term effects
项目 Item	解释量 Explains/%	F	P	项目 Item	解释量 Explains/%	F	P
HC	15.4	5.5	0.002	HC	15.4	5.5	0.002
SD	12.4	4.2	0.002	SD	11.7	4.6	0.006
TH	7.8	2.5	0.010	TH	8.1	3.5	0.004
SH	7.2	2.3	0.016	BD	4.6	2.2	0.038
PI	6.8	2.2	0.046	HH	4.8	2.1	0.052
BD	6.7	2.2	0.048	SOC	3.8	1.8	0.088
TCBH	6.0	1.9	0.080	CD	3.1	1.5	0.166
SCD	5.5	1.7	0.112	TD	3.4	1.7	0.122
HH	4.4	1.4	0.254	SGD	2.5	1.3	0.290
TP	4.3	1.3	0.278	SH	3.9	2.1	0.054
SC	4.0	1.3	0.254	MC	3.3	1.9	0.094
ASP	4.0	1.2	0.262	SCD	2.0	1.2	0.362
SOC	3.8	1.2	0.326	ASP	3.1	1.8	0.110
CD	3.5	1.1	0.364	SLP	2.5	1.5	0.204
SGD	3.0	0.9	0.440	TP	2.0	1.2	0.300
MC	2.6	0.8	0.580	TDBH	1.6	1.0	0.450
TDBH	2.1	0.6	0.706	PI	1.4	0.9	0.514
TD	2.1	0.6	0.722	TN	1.3	0.8	0.566
TN	2.0	0.6	0.706	TCBH	1.3	0.8	0.620
SLP	1.3	0.4	0.892	SC	0.1	<0.1	1.000

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