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曹小玉 李际平 委霞

引用本文: 曹小玉,李际平,委霞. 亚热带典型林分空间结构与林下草本物种多样性的差异特征分析及其关联度. 草业科学, 2019, 36(10): 2466-2475. doi: shu
Citation:  CAO X Y, LI J P, WEI X. Analysis of the difference and correlation between the spatial structure and understory herbaceous species diversity of typical subtropical forests. Pratacultural Science, 2019, 36(10): 2466-2475. doi: shu

亚热带典型林分空间结构与林下草本物种多样性的差异特征分析及其关联度

    通讯作者: 曹小玉,
  • 基金项目: 湖南省自然科学基金面上项目(2018JJ2673);林学重点学科开放基金项目(2016ZD06);多功能森林经营湖南金洞林场样板基地作业法研究及示范(1692017-6);中南林业科技大学人才引进项目(2016YJ075)

摘要: 林分空间结构对林下草本物种多样性有显著的影响。为明确其影响林下草本物种多样性的主导因子,以亚热带杉木纯林、杉木混交林和天然次生林为研究对象,在量化分析3种林分的空间结构指数和林下草本物种多样性指数差异特征的基础上,采用灰色关联度分析林分空间结构和林下草本物种多样性的关系。结果表明: 1)天然次生林的树种隔离程度、林层多样性、竞争态势和林木空间分布格局整体上最优,杉木混交林次之,杉木纯林最差。2)天然次生林、杉木混交林和杉木纯林的林下草本物种丰富度、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson均匀性指数和Pielou均匀度5个指数都表现出天然次生林 > 杉木混交林 > 杉木纯林的规律。3)影响杉木纯林、杉木混交林和天然次生林林下草本物种多样性的共同空间结构因子是混交度。因此,欲提高杉木纯林和混交林的林下草本物种多样性,可选择通过改善树种结构的人为干扰措施来实现。

English

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    图 1  BG视讯 林木点数据生成的Voronoi图

    Figure 1.  Voronoi diagram based on the tree data

    图 2  BG视讯 3种林分的空间结构指数

    Figure 2.  Spatial structure index of the 3 stand types

    图 3  3种林分的林下草本物种多样性指数

    Figure 3.  Understory herbaceous species diversity index of the 3 stand types

    表 1  各样地基本概况

    Table 1.  BG视讯 Basic conditions of the sample plots

    林分类型
    Stand type
    样地号
    Plot code
    林龄
    Stand age
    树种组成
    Species composition
    株数密度
    Stand density/
    (plant·hm2)
    平均胸径
    DBH/cm
    平均树高
    Height/m
    平均冠幅
    Average crown/m2
    郁闭度
    Crown density
    杉木纯林
    Pure Chinese fir plantation
    1 6 9杉木1马褂木 3 054 3.58 2.69 0.78 0.42
    2 6 9杉木1柳杉 3 154 3.45 2.54 0.82 0.45
    3 14 10杉木 + 柳杉 2 617 9.52 6.74 3.74 0.67
    4 14 10杉木 + 柳杉 2 839 9.81 7.32 4.05 0.71
    5 22 10杉木 + 苦楝 2 267 15.23 12.19 7.53 0.78
    6 22 10杉木 + 毛竹 2 307 14.90 12.57 7.92 0.80
    杉木混交林
    Mixed Chinese fir plantation
    7 7 5杉木3木荷2柳杉 2 897 4.61 3.14 0.75 0.34
    8 7 5杉木3木荷2柳杉 2 963 5.21 3.78 0.94 0.38
    9 13 5杉木3栾树2深山含笑 2 179 10.18 5.92 4.12 0.59
    10 13 5杉木3栾树2深山含笑 2 252 12.09 6.51 4.39 0.51
    11 24 6杉木3毛竹
    1马褂木
    1 487 16.3 11.39 8.78 0.80
    12 24 6杉木3毛竹
    1马褂木
    1 502 12.5 9.23 7.92 0.78
    天然次生林
    Natural secondary forest
    13 20 4亮叶水青冈3山槐3山乌桕 2 789 5.86 9.47 2.96 0.79
    14 20 5亮叶水青冈3山槐2山乌桕 2 614 6.12 9.54 3.02 0.82
    15 20 3巴东栎3白檀2茉莉花2山乌桕 2 234 12.79 7.12 3.45 0.89
    16 20 4巴东栎3白檀2茉莉花1山乌桕 2 514 13.02 7.93 3.51 0.90
    17 20 5青冈栎4茉莉花1冬青 2 431 12.55 8.12 3.39 0.87
    18 20 5青冈栎4茉莉花1冬青 2 683 11.97 7.69 3.07 0.85
     杉木 Cunninghamia lanceolata;马褂木 Liriodendron chinense;柳杉 Cryptomeria fortunei;苦楝 Melia azedarach;毛竹 Phyllostachys heterocycla;木荷 Schima superba;栾树 Koelreuteria paniculata;深山含笑 Michelia maudiae;亮叶水青冈 Fagus lucida;山槐 Albizia kalkora;山乌桕 Sapium discolor;巴东栎 Quercus engleriana;白檀 Symplocos paniculata;茉莉花 Jasminum sambac;青冈栎 Cyclobalanopsis glauca;冬青 Ilex chinensis
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    表 2  林分空间结构与林下草本物种多样性的灰色关联度及其排序

    Table 2.  Correlativity and sort of the understory herbaceous species diversity and stand spatial structure

    林分类型
    Stand type
    林分空间
    结构指标
    Stand spatial structure index
    物种丰富度
    Species richness
    Simpson
    多样性指数
    Simpson
    diversity index
    Shannon-Wiener
    多样性指数
    Shannon-Wiener index
    Simpson
    均匀性指数
    Simpson
    Evenness index
    Pielou
    均匀度指数
    Pielou
    uniformity index
    数值 numerical Order排序
    Order
    数值 numerical Order排序
    Order
    数值 numerical Order排序
    Order
    数值 numerical Order排序
    Order
    数值 numerical Order排序
    Order
    杉木纯林
    Pure Chinese
    fir plantation
    混交度
    Mingling degree
    0.614 81 0.692 61 0.640 72 0.670 81 0.613 82
    角尺度
    Uniform angle index
    0.465 84 0.661 62 0.654 91 0.662 52 0.659 31
    林层指数
    Storey index
    0.492 02 0.585 14 0.608 54 0.580 74 0.588 04
    竞争指数
    Competition index
    0.484 83 0.627 53 0.628 23 0.624 43 0.601 03
    杉木混交林
    Mixed Chinese
    fir plantation
    混交度
    Mingling degree
    0.694 41 0.562 82 0.596 01 0.552 52 0.582 11
    角尺度
    Uniform angle index
    0.505 94 0.459 64 0.538 74 0.450 14 0.490 34
    林层指数
    Storey index
    0.667 72 0.527 63 0.570 83 0.519 53 0.535 13
    竞争指数
    Competition index
    0.606 23 0.570 11 0.595 62 0.564 71 0.558 12
    天然次生林
    Natural secondary
    forest
    混交度
    Mingling degree
    0.622 21 0.657 63 0.665 72 0.654 92 0.645 51
    角尺度
    Uniform angle index
    0.531 42 0.684 21 0.673 31 0.676 11 0.620 22
    林层指数
    Storey index
    0.504 03 0.666 92 0.647 23 0.652 43 0.578 73
    竞争指数
    Competition index
    0.446 74 0.516 24 0.434 04 0.516 14 0.531 24
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                  • 通讯作者:  曹小玉,
                  • 收稿日期:  2018-12-27
                  • 刊出日期:  2019-10-01
                  通讯作者: 陈斌,
                  • 1. 

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