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黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

吕康婷 张二山 李思颖 靳姗姗 周梦丽 闫东锋

吕康婷, 张二山, 李思颖, 靳姗姗, 周梦丽, 闫东锋. 黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
引用本文: 吕康婷, 张二山, 李思颖, 靳姗姗, 周梦丽, 闫东锋. 黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
LÜ Kangting, ZHANG Ershan, LI Siying, JIN Shanshan, ZHOU Mengli, YAN Dongfeng. Effects of stand spatial structure on understory plant diversity in Pinus taiwanensis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
Citation: LÜ Kangting, ZHANG Ershan, LI Siying, JIN Shanshan, ZHOU Mengli, YAN Dongfeng. Effects of stand spatial structure on understory plant diversity in Pinus taiwanensis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139

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黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
基金项目: 河南省重大科技专项(201300111400);河南省科技攻关项目(222102110418)
详细信息
    作者简介: 吕康婷(ORCID: 0000-0003-3242-9840),从事森林经理学研究。E-mail: kangtinglv@163.com
    通信作者: 闫东锋(ORCID: 0000-0002-8997-384X),教授,博士,从事森林资源经营与管理、数量生态学研究。E-mail: yandongfeng2002@126.com
  • 中图分类号: S754

Effects of stand spatial structure on understory plant diversity in Pinus taiwanensis plantation

  • 摘要:   目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P<0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P<0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P<0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34
  • 表  1  样地基本概况

    Table  1.   Basic information of the sampling plots

    样地号海拔/m坡度/(°)坡向郁闭度株密度/(株·hm−2)平均胸径/cm平均树高/m
    1845.413西 0.7276721.910.9
    2834.517西北0.7056722.711.5
    3841.400.6540026.412.1
    4902.923西南0.801 23415.99.8
    5886.935东南0.741 21717.29.4
    6853.817西 0.751 00018.09.8
    7901.225东北0.711 01718.210.4
    8939.818东北0.7083418.69.9
    9944.318北 0.7271718.610.0
    10881.322东北0.7596721.110.6
    11912.730北 0.761 08416.210.8
    12909.218东南0.801 03419.611.5
    13839.026西北0.751 03420.111.2
    14839.032南 0.721 10017.710.1
    15817.420东北0.7691718.910.3
    16820.126西南0.851 58417.910.4
    17829.410西北0.861 45016.89.7
    18778.320西 0.8288418.110.1
    19862.223西北0.801 40016.510.1
    20824.031西北0.901 16718.910.6
    21790.117西 0.7673419.910.5
    22831.425西北0.6743321.612.3
    23840.928西 0.5233324.612.8
    24756.235西北0.5250026.612.1
    25776.417西 0.7850025.313.0
    26813.534南 0.7551720.210.7
    27823.220东北0.8361720.410.9
    28792.727西北0.821 06720.712.2
    29794.231西北0.8591721.913.2
    30782.423西 0.861 41720.010.9
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    表  2  黄山松人工林林分空间结构参数

    Table  2.   Spatial structure parameter of P. taiwanensis plantation stand

    林分空间
    结构参数
    均值±标准误中位数最大值最小值标准差变异系
    数/%
    W0.48±0.010.480.560.360.0510.4
    M0.67±0.020.750.840.550.0811.9
    D0.47±0.040.480.660.250.1123.4
    S0.41±0.010.400.600.140.0819.1
    K0.32±0.020.280.660.200.1031.3
    CI2.85±0.213.114.890.461.1339.7
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    表  3  黄山松人工林林下植物多样性

    Table  3.   Understory plant diversity in P. taiwanensis plantation

    林下植物多样性指数均值±标准误中位数最大值最小值标准差变异系数/%
    草本  Ds0.63±0.030.640.830.210.1727.0
    H1.23±0.071.241.890.440.3931.7
    J0.80±0.020.830.990.400.1619.4
    Ma0.85±0.050.791.520.510.2731.8
    灌木  Ds0.50±0.020.500.780.200.1224.0
    H0.79±0.050.691.560.350.2632.9
    J0.88±0.020.921.000.500.1820.5
    Ma0.89±0.070.871.860.350.4044.9
    更新树种Ds0.67±0.020.690.820.440.1014.9
    H1.26±0.061.281.820.640.3124.6
    J0.92±0.010.921.000.770.055.4
    Ma1.46±0.091.542.280.480.4933.6
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    表  4  林分空间结构与林下草本植物多样性的灰色关联度(排序)和Pearson相关系数

    Table  4.   Grey correlation degree (order) and Pearson correlation coefficient between stand spatial structure and understory herb plant diversity

    林分空间结构参数林下草本植物多样性指标
    DsHJMa
    灰色关联度分析W0.708 5(4)0.840 6(1)0.660 3(6)0.848 6(1)
    M0.733 6(1)0.657 4(4)0.751 1(1)0.660 3(4)
    D0.709 9(3)0.701 5(2)0.695 5(4)0.687 7(2)
    S0.699 7(5)0.629 6(5)0.728 6(2)0.616 6(5)
    K0.688 1(6)0.595 4(6)0.683 9(5)0.582 9(6)
    CI0.732 0(2)0.677 4(3)0.716 5(3)0.666 3(3)
    Pearson相关分析W0.1040.937**−0.0980.943**
    M0.2520.3570.393*0.355
    D0.1220.403*0.1220.382*
    S0.2000.1990.0170.193
    K−0.0320.2150.3260.195
    CI0.1460.546**0.0720.524**
      说明:**、*分别表示显著相关水平P<0.01、P<0.05;括号中数字是排序号
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    表  5  林分空间结构与林下灌木植物多样性的灰色关联度(排序)和Pearson相关系数

    Table  5.   Grey correlation degree (order) and Pearson correlation coefficient between stand spatial structure and understory shrub plant diversity

    林分空间结构参数林下灌木植物多样性指标
    DsHJMa
    灰色关联度分析W0.861 1(1)0.721 9(5)0.871 5(4)0.848 6(5)
    M0.663 3(4)0.733 0(3)0.659 2(1)0.660 3(1)
    D0.695 6(2)0.753 0(1)0.694 6(3)0.687 7(3)
    S0.627 2(5)0.732 2(4)0.621 4(5)0.616 6(4)
    K0.597 6(6)0.709 6(6)0.595 0(6)0.582 9(6)
    CI0.675 2(3)0.751 9(2)0.672 0(2)0.666 3(2)
    Pearson相关分析W0.952**0.1360.1040.093
    M0.3370.375*0.2520.442*
    D0.397*0.3020.1220.189
    S0.1820.2260.2000.233
    K0.2020.136−0.0320.090
    CI0.525**0.3080.1460.190
      说明:**、*分别表示显著相关水平P<0.01、P<0.05;括号中数字是排序号
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    表  6  林分空间结构与林下更新树种植物多样性的灰色关联度(排序)和Pearson相关系数

    Table  6.   Grey correlation degree (order) and Pearson correlation coefficient between stand spatial structure and understory regeneration plant diversity

    林分空间结构参数林下更新树种植物多样性指标
    DsHJMa
    灰色关联度分析W0.708 5(4)0.717 5(4)0.687 5(5)0.630 8(6)
    M0.733 6(1)0.744 7(1)0.694 1(3)0.657 2(5)
    D0.709 9(3)0.722 6(3)0.730 1(1)0.689 0(1)
    S0.699 7(5)0.710 5(5)0.715 3(2)0.668 5(3)
    K0.688 1(6)0.700 0(6)0.692 2(4)0.667 3(4)
    CI0.732 0(2)0.739 6(2)0.674 8(6)0.674 4(2)
    Pearson相关分析W0.1040.104−0.021−0.021
    M0.2520.2450.0120.117
    D0.1220.099−0.0850.491**
    S0.2000.1910.2510.006
    K−0.032−0.051−0.2210.208
    CI0.1460.134−0.2610.266
      说明:**、*分别表示显著相关水平P<0.01、P<0.05;括号中数字是排序号
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-21
  • 录用日期:  2022-07-11
  • 修回日期:  2022-06-24

黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
    基金项目:  河南省重大科技专项(201300111400);河南省科技攻关项目(222102110418)
    作者简介:

    吕康婷(ORCID: 0000-0003-3242-9840),从事森林经理学研究。E-mail: kangtinglv@163.com

    通信作者: 闫东锋(ORCID: 0000-0002-8997-384X),教授,博士,从事森林资源经营与管理、数量生态学研究。E-mail: yandongfeng2002@126.com
  • 中图分类号: S754

摘要:   目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P<0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P<0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P<0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34

English Abstract

吕康婷, 张二山, 李思颖, 靳姗姗, 周梦丽, 闫东锋. 黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
引用本文: 吕康婷, 张二山, 李思颖, 靳姗姗, 周梦丽, 闫东锋. 黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
LÜ Kangting, ZHANG Ershan, LI Siying, JIN Shanshan, ZHOU Mengli, YAN Dongfeng. Effects of stand spatial structure on understory plant diversity in Pinus taiwanensis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
Citation: LÜ Kangting, ZHANG Ershan, LI Siying, JIN Shanshan, ZHOU Mengli, YAN Dongfeng. Effects of stand spatial structure on understory plant diversity in Pinus taiwanensis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139

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