不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.04.004

植物研究 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (4): 496-505.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2021.04.004

不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化

王敏¹, 周润惠¹, 余飞燕¹, 董洪君¹, 陈聪琳¹, 喻静¹, 郝建锋¹^,²()

^1.四川农业大学林学院，成都 611130
^2.四川农业大学水土保持与荒漠化防治重点实验室，成都 611130

收稿日期:2020-07-06 出版日期:2021-07-20 发布日期:2021-03-24
通讯作者: 郝建锋 E-mail:haojf2005@aliyun.com
作者简介:王敏（1998—），女，本科生，主要从事森林生态学研究。
基金资助:
国家自然科学基金(31370628);四川省教育厅一般项目(15ZB0020);四川农业大学双支计划(03571838)

Dynamic Changes of Undergrowth Species Diversity and Biomass of Eucalyptus robusta Plantations at Different Ages

Min WANG¹, Run-Hui ZHOU¹, Fei-Yan YU¹, Hong-Jun DONG¹, Cong-Lin CHEN¹, Jing YU¹, Jian-Feng HAO¹^,²()

^1.College of Forestry，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130
^2.Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Desertification Control，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130

Received:2020-07-06 Online:2021-07-20 Published:2021-03-24
Contact: Jian-Feng HAO E-mail:haojf2005@aliyun.com
About author:WANG Min(1998—),female,undergraduate,mainly engaged in forest ecology research．
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(31370628);General Project of Sichuan Provincial Department of Education(15ZB0020);Sichuan Agricultural University Double Branch Program(03571838)

摘要/Abstract

摘要：

采用空间代替时间法和典型抽样法，以四川省威远县桉树（Eucalyptus robusta）人工林为研究对象，综合分析其林下植被物种组成及重要值、灌木层和草本层地上、地下和全株生物量以及物种多样性指数（Shannon-Wiener多样性指数H、Simpson优势度指数H′、丰富度指数D和Pielou均匀度指数J_SW），探究林下植被的物种多样性和生物量在5个不同林龄（4，5，6，7，8年生）下的动态变化及二者之间的相关性。结果表明：调查到植物共有210种，隶属79科151属，草本层物种数多于灌木层。草本层的五节芒（Miscanthus floridulus）、芒萁（Dicranopteris pedata）和灌木层的野牡丹（Melastoma malabathricum）、戟叶悬钩子（Rubus hastifolius）在不同林龄下都占据主要优势地位。随着林龄的增大，郁闭度加大，灌木层的D、H和H′值均表现为先增后减的规律；草本层D、H和H′值均呈先增后减再增再减的双峰趋势。草本层各生物量呈先增后减再增的变化趋势；灌木层各生物量呈先增后减的变化趋势。物种多样性与生物量呈显著正相关，草本层的D、H指数是影响生物量的直接因子。桉树人工林林下植被物种分布、组成、物种多样性和生物量对林龄变化的响应不同，表现为不同的动态特征规律，相关结果为我国西南地区桉树林管理提供了数据支撑。

关键词: 林龄, 桉树人工林, 物种多样性, 生物量, 动态变化

Abstract:

By using the spatial replacement time and the typical sampling as methods， taking Eucalyptus robusta plantation in Weiyuan County， Sichuan Province as materials， we comprehensively analyzed the composition of the understory vegetation species and important value， and the aboveground， underground and whole plant biomass of the shrub and herb layers and species diversity index（Shannon-Wiener diversity index H， Simpson dominance index H′， richness index D and Pielou evenness index J_SW）， and explored the dynamic changes of species diversity and biomass of undergrowth vegetation at five different forest ages（4， 5， 6， 7， 8 years） and the correlation between them respectively. The results showed that： A total of 210 species were found， belonging to 79 families and 151 genera， with more species in the herb layer than in the shrub layer. The herb layer of Miscanthus floridulus， Dicranopteris pedata and shrub layer of Melastoma malabathricum and Rubus hastifolius all occupied the dominant position at different ages respectively. With the forest age increasing， the density canopy increased， the D value， H value and H′ value of shrub layer all increased first and then decreased respectively； The D， H and H′ values of the herb layer showed a trend of change of the bimodal curve after increased， then decreased， then increased and then decreased. The biomass of the herb layer increased first and then decreased and then increased， the biomass of shrub layer increased first and then decreased. There was a significant positive correlation between species diversity and biomass， the D and H indices of herb layer were the direct factors affecting biomass. The species distribution， composition， species diversity and biomass of undergrowth vegetation in Eucalyptus robusta plantation were different in response to changes in forest age， showing different dynamic characteristic rules， the results provided data support for Eucalyptus robusta forest management in southwest China.

Key words: forest age, Eucalyptusrobusta plantation, species diversity, biomass, dynamic change

中图分类号:

S792.39

王敏, 周润惠, 余飞燕, 董洪君, 陈聪琳, 喻静, 郝建锋. 不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化[J]. 植物研究, 2021, 41(4): 496-505.

Min WANG, Run-Hui ZHOU, Fei-Yan YU, Hong-Jun DONG, Cong-Lin CHEN, Jing YU, Jian-Feng HAO. Dynamic Changes of Undergrowth Species Diversity and Biomass of Eucalyptus robusta Plantations at Different Ages[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(4): 496-505.

图/表 6

表1

图1

表2

图2

图3

表3

参考文献 28

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年龄 Age(a)	样地序号 Plot number	面积 Area (m2)	海拔 Altitude (m)	坡度 Slope (?)	坡向 Aspect	密度 Density (株·hm^-2)	郁闭度 Conopy density	平均树高 Average height (m)	平均胸径 Average diameter(cm)
4	1~4	20×30	733~739	23~28	西北NW	1012.0±4.00a	0.208±0.01e	7.43±0.49d	6.93±0.23e
5	5~8	20×30	666~694	9~23	正北North	970.5±10.53b	0.295±0.03d	11.35±0.49c	11.55±0.5d
6	9~12	20×30	677~717	6~10	正南South	928.8±8.14c	0.420±0.02c	16.30±0.48b	13.63±0.3c
7	13~16	20×30	564~580	21~29	正东East	900.00	0.535±0.02b	19.98±0.21a	16.30±0.2b
8	17~20	20×30	706~714	9~17	东南SW	895.8±4.25d	0.705±0.02a	20.83±0.19a	18.98±0.4a

层次 Layer	年龄 Age(a)	优势种 Dominant species
灌木层 Shrub Layer	4	油桐Vernicia fordii(0.1110)+野牡丹Melastomamalabathricum(0.1050)+地桃花Urena lobata(0.0994)+杜茎山Maesa japonica(0.0861)+毛桐Mallotus barbatus(0.0555)
	5	山茶Camellia japonica(0.2174)+戟叶悬钩子Rubus hastifolius(0.1533)+茶Camellia sinensis(0.1149)+楤木Aralia elata(0.0909)+卫矛Euonymus alatus(0.0688)
	6	野牡丹Melastoma malabathricum(0.1060)+铁仔Myrsine Africana(0.0962)+茶Camellia sinensis(0.0897)+山茶Camellia japonica(0.0772)+菝葜Smilax china(0.0561)
	7	楤木Aralia elat(0.2637)+野牡丹Melastoma malabathricum(0.0886)+戟叶悬钩子Rubus hastifolius(0.0865)+桉树E. robusta(0.0785)+铁仔Myrsine africana(0.0645)
	8	桉树E. robusta(0.2408)+野牡丹Melastoma malabathricum(0.1184)+戟叶悬钩子Rubus hastifolius(0.0751)+毛桐Mallotus barbatus(0.0643)+山茶Camellia japonica(0.0580)
草本层 Herb Layer	4	五节芒Miscanthus floridulus(0.1489)+驴蹄草Caltha palustris(0.0643)+斑茅Saccharum arundinaceum(0.0603)+金丝草Pogonatherum crinitum(0.0498)+糯米团Gonostegia hirta(0.0498)
	5	芒萁Dicranopteris pedata(0.3074)+五节芒Miscanthus floridulus(0.2341)+蕨Pteridium aquilinum(0.0744)+驴蹄草Caltha palustris(0.0661)+斑茅Saccharum arundinaceum(0.0533)
	6	芒萁Dicranopteris pedata(0.2956)+五节芒Miscanthus floridulus(0.2669)+白茅Imperata cylindrical(0.1156)+稗Echinochloa crus-galli(0.0691)+东风草Blumea megacephala(0.0463)
	7	五节芒Miscanthus floridulus(0.1819)+芒萁Dicranopteris pedata(0.1586)+白茅Imperata cylindrical(0.0796)+积雪草Centella asiatica(0.0557)+石荠苎Mosla scabra(0.0551)
	8a	五节芒Miscanthus floridulus(0.2263)+紫苏Perilla frutescens(0.1217)+芒萁Dicranopteris pedata(0.0872)+野茼蒿Crassocephalum crepidioides(0.0643)+蕨Pteridium aquilinum(0.0651)

		灌木层Shrub layer			草本层Herb layer
		地上生物量 Aboveground biomass	地下生物量 Underground biomass	地上+地下 Total biomass	地上生物量 Aboveground biomass	地下生物量 Underground biomass	地上+地下 Total biomass
灌木层 Shrub layer	D	0.53^*	0.48^*	0.52^*	0.09	0.04	0.07
	H	0.44^*	0.33	0.41	0.15	0.01	0.08
	H′	0.24	0.11	0.21	0.22	0.09	0.16
	J_sw	-0.77	-0.18	-0.10	0.07	-0.06	0
	D	0.65^**	0.63^**	0.65^**	0.42	0.46^*	0.47^*
草本层 Herb layer	H	0.42	0.42	0.42	0.35	0.45^*	0.43
	H′	0.21	0.24	0.22	0.33	0.41	0.40
	J_sw	0.05	0.12	0.07	0.09	0.25	0.19

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不同林龄桉树人工林林下物种多样性和生物量的动态变化

Dynamic Changes of Undergrowth Species Diversity and Biomass of Eucalyptus robusta Plantations at Different Ages

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