辽东山区落叶松-东部白松混交林林分生长和植被特征研究

摘要 ［目的］探讨落叶松混交林和纯林生长和林下植被方面的差异。［方法］以落叶松-东部白松混交林和落叶松纯林为研究对象，调查了样地树高、胸径和冠幅等生长指标，以及灌木层和草本层物种、高度、多度和盖度等植被指标。［结果］落叶松-东部白松混交林中落叶松的胸径、树高、冠幅和单株材积分别达到7.69 cm、6.65 m、2.02 m和0.020 m3，混交林蓄积达到29.63 m3/hm2，分别是落叶松纯林的2.00、1.58、1.19、6.67和4.03倍，且混交落叶松形质指标优于落叶松纯林。从数量上看，物种总数量和草本植物数量表现为落叶松纯林略高于落叶松-东部白松混交林，灌木植物则相反。除了草本植物丰富度指数之外，其他多样性指数均表现为落叶松-东部白松混交林优于落叶松纯林。［结论］该研究结果表明落叶松混交林在生长和林下植被方面优于落叶松纯林，在今后发展落叶松人工林时应多营建落叶松混交林。

关键词 落叶松；东部白松；混交林；植被；土壤

中图分类号 S 718.5文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）18-0127-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.18.028

Study on Stand Growth and Vegetation Characteristics of Larix gmelinii-Pinus strobus L. Mixed Forest in Eastern Liaoning Mountainous Area

DU Jian-ping

（State Owned Dabiangou Forest Farm in Qingyuan Manchu Autonomous County， Fushun， Liaoning 113309）

Abstract ［Objective］To explore the differences in growth and understory vegetation between Larix gmelinii mixed forest and pure forest. ［Method］Taking Larix gmelinii-Pinus strobus L. mixed forest as the research object， we investigated the growth indicators such as tree height， diameter at breast height and crown width， and vegetation indicators such as species， height， abundance and coverage of shrub and herb layers.［Result］The results showed that the DBH， tree height， crown width and individual timber score of Larix gmelinii-Pinus strobus L. mixed forest reached 7.69 cm， 6.65 m， 2.02 m and 0.02 m3， and the volume of the mixed forest reached 29.63 m3/hm2， which was 2.00 times，1.58 times， 1.19 times， 6.67 times and 4.03 times of that of Larix gmelinii-Pinus strobus L. mixed forest， and the shape and quality index of Larix gmelinii in the mixed forest was better than that of the pure Larix gmelinii forest. In terms of quantity， the total number of species and the number of herbs were slightly higher in the pure Larix gmelinii forest than in Larix gmelinii-Pinus strobus L. mixed forest， while the opposite was true for shrubs. From the perspective of Diversity index， except for the herb richness index， other Diversity index showed that Larix gmelinii-Pinus strobus L. mixed forest was superior to Larix gmelinii pure forest. ［Conclusion］Larix gmelinii mixed forest was superior to pure forest in growth and understory vegetation. In the future development of Larix gmelinii plantation， more Larix gmelinii mixed forest should be built.

Key words Larix gmelinii;Pinus strobus L.;Mixed forest;Vegetation;Soil

落叶松是我国重要的造林和用材树种，现有人工林面积达316.29万hm2，蓄积达2.37亿m3，是我国北方地区重要的针叶用材树种。东部白松为北美地区引进树种，其具有速生、采种优良、树形美观等优点，是原产地优质用材和绿化树种，其在辽宁地区引种可追溯到19世纪末。长期以来，这2个树种在辽宁地区栽植主要以纯林为主。以往研究表明，人工纯林存在生产力低、生物多样性低、抵御灾害能力弱等不足［1］。相反，已有研究表明，混交林在这些方面具有一定优势，如徐小牛等［2］研究马尾松枫香混交林生长得出结论，混交林生长优势明显，与对照相比，12年生混交林蓄积量提高13.90%～7.25%。曹旭平等［3］研究黄龙山油松林和油松+辽东栎混交林物种组成认为，松栎混交林中灌木层和草本层植物种数均大于油松林。为了探讨落叶松混交林和纯林生长和林下植被方面的差异，笔者以落叶松-东部白松混交林和落叶松纯林为研究对象，开展了树木树高、胸径、冠幅、单株材积和林地蓄积等生长指标，灌木层和草本层物种组成、重要值和多样性指数等物种多样性指标的调查和分析，旨在为落叶松在辽宁地区高效经营提供技术和理论指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

调查样地设在国有清原满族自治县大边沟林场，林场信息参见冯健等文献［4］。

1.2 样地设置

2020年在研究地挑选立地条件大致相似的林龄均为9年的落叶松-东部白松混交林（落叶松∶东部白松=6∶4）和落叶松纯林作为样地，每种林型样地内分别选取3个20 m×20 m 的样地。对样地内的乔木（DBH≥3 cm）进行每木检尺，测量其树高、活枝下高、胸径和冠幅等。树木高度、活枝下高采用超声波测高仪进行测量，精度0.1 m。胸径采用测树围尺测量，测量精度0.1 cm。在每个样地内根据对角线方法选取3个5 m×5 m的样方调查灌木层，同时选取5个1 m×1 m 的小样方调查草本层，记录每种植物的种名、株数/丛数、高度、盖度、冠幅等。

1.3 数据处理

1.3.1 物种重要值计算。

灌木层和草本层的重要值=（相对频度+相对多度+相对盖度）/3

相对频度=（某种的频度/所有种的频度之和）×100％

相对多度=（每一种的个体数/全部种的个体数）×100％

相对盖度=（某一种的基面积之和/所有种的基面积之和）×100％

1.3.2 多样性指数计算。

（1）物种丰富度指数（S）：样地内出现的物种数量。

（2）物种多样性指数。

Simpson多样性指数（D）：

（3）物种均匀度指数。

以Simpson多样性指数为基础的Pielou群落均匀度指数（JD）计算公式为：

式中：S为物种数目；N为物种的个体总数；Pi=ni/N，Pi为第i个物种的相对重要值；ni指样方中第i种物种的个体数，且∑ni=N。

1.4 数据统计与分析

采用 Excel 2003进行数据计算与作图，使用SPSS 19.0对数据（包括林下植物多样性、丰富度和土壤理化性质）进行单因素ANOVA方差分析，用Tukey法多重比较进行差异显著性检验，对林下植物物种丰富度和多样性与土壤理化性质进行Pearson相关性分析。

2 结果与分析

2.1 落叶松-东部白松混交林林分生长特性

由表1可知，胸径、树高、冠幅、单株材积和蓄积均表现为落叶松-东部白松混交林中落叶松大于落叶松纯林，且落叶松-东部白松混交林中落叶松分别是落叶松纯林的2.00、1.58、1.19、6.67和4.03倍。t检验结果表明，除蓄积外，胸径、树高、冠幅和单株材积在两者间差异达到极显著水平（P<0.01）。高径比、冠高比和冠径比均表现为落叶松-东部白松混交林中落叶松小于落叶松纯林，其中，与落叶松纯林相比，落叶松-东部白松混交林中落叶松的高径比更接近于1。t检验结果表明，高径比、冠高比和冠径比在两者间差异均达到极显著水平（P<0.01）。

2.2 落叶松-东部白松混交林植被特性

基于样地的调查数据统计可知，落叶松-东部白松混交林林下植物有35种，隶属27科30属，其中灌木树种13种，隶属10科11属，草本植物22种，隶属于17科19属。落叶松纯林林下植物40种，隶属33科36属，其中灌木树种8种，隶属8科8属；草本植物32种，隶属于25科28属。从物种数量看，草本层表现为落叶松纯林大于落叶松-东部白松混交林，而灌木层则相反。物种共有情况表明，落叶松-东部白松混交林与落叶松纯林共有物种20种，其中，草本植物14种，分别为白花碎米荠（Cardamine leucantha）、白屈菜（Chelidonium majus）、穿龙薯蓣（Dioscorea nipponica）、广布鳞毛蕨（Dryopteris expansa）、猴腿蹄盖蕨（Athyrium multidentatum）、宽叶苔草（Carex siderosticta）、龙常草（Diarrhena mandshurica）、落新妇（Astilbe chinensis）、茜草（Rubia cordifolia）、山楂叶悬钩子（Rubus crataegifolius）、凸脉苔草（Carexlanceolata Boott）、五叶黄精（Polygonatum acuminatifolium）、荨麻叶龙头草（Meehania urticifolia）和羊胡苔草（Eriophorum vaginatum）；灌木植物6种，分别为刺龙芽（Aralia elata var.glabrescens）、东北山梅花（Philadelphus schrenkii）、狗枣猕猴桃（Actinidia arguta）、毛榛子（Corylus mandshurica）、山葡萄（Vitis amurensis）和五味子（Schisandra chinensis）。物种独有情况表明，落叶松-东部白松混交林中出现了荷青花（Hylomecon japonica）、宽叶山蒿（Artemisia stolonifera）、铃兰（Convallaria majalis）、鹿药（Maianthemum japonicum）、球子蕨（Onoclea sensibilis）和歪头菜（Vicia unijuga）等草本植物，簇毛槭（Acer barbinerve）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、假色槭（Acer pseudosieboldianum）、青楷槭（Acer tegmentosum）、软枣猕猴桃（Actinidia arguta）和卫矛（Euonymus alatus）等灌木植物。

不同林型人工林林下灌木和草本层主要物种的重要值见表2。表2显示，草本层中，重要值在10.00%以上的优势物种在落叶松-东部白松混交林中有8种，在落叶松纯林中有7种；灌木层中，重要值在10.00%以上的优势物种在落叶松-东部白松混交林中有7种，在落叶松纯林中有6种。