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人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响

曾洪 陈聪琳 喻静 向琳 孙一淼 胡明玥 郝建锋

孟明浩, 顾晓艳, 崔国发. 后疫情时期天目山国家级自然保护区生态旅游消费行为特征[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(3): 679-686. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210356
引用本文: 曾洪, 陈聪琳, 喻静, 等. 人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2021, 38(2): 253-261. DOI: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
MENG Minghao, GU Xiaoyan, CUI Guofa. Ecotourism consumption behaviors of visitors to Mount Tianmu National Nature Reserve in the post-pandemic era[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2022, 39(3): 679-686. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210356
Citation: ZENG Hong, CHEN Conglin, YU Jing, et al. Effects of human interference on species diversity and biomass of Eucalyptus grandis plantation in Cangping Mountain Park in Ya’an[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2021, 38(2): 253-261. DOI: 10.11833/j.issn.20950756.20200312

人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响

DOI: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31370628);四川省教育厅一般项目(15ZB0020)
详细信息
    作者简介: 曾洪(ORCID: 0000-0002-6770-1050),讲师,从事植物分类学和森林生态学研究。E-mail: 928573019@qq.com
    通信作者: 郝建锋(ORCID: 0000-0003-2010-0028),副教授,博士,从事森林生态学研究。E-mail: haojf2005@aliyun.com
  • 中图分类号: S718.5

Effects of human interference on species diversity and biomass of Eucalyptus grandis plantation in Cangping Mountain Park in Ya’an

  • 摘要:   目的  揭示不同人为干扰强度对桉树Eucalyptus grandis人工林物种多样性和生物量的影响。  方法  以四川省雅安市苍坪山公园桉树人工林为研究对象,采用典型样地法,设置12块20 m × 20 m不同干扰程度的样地,对林内物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Shannon-Wiener指数H、Simpson优势度指数 H'、Pielou均匀度指数 Jsw)和植物层生物量进行调查研究。  结果  共调查到维管植物87种,隶属55科82属,桉树人工林物种数随着干扰的加强而减少;乔木层与草本层DHH'随着干扰强度的增加而降低,灌木层DHH'在中度干扰下达到最大值,乔木层的DH变化差异显著(P<0.05)。随着干扰强度的增加,植物各层生物量呈不同变化趋势:中度干扰下乔木层蓄积量(12.01 m3·hm−2)最高;轻度干扰下灌木层生物量(394.533 kg·m−2)和草本层生物量(359.680 g·m−2)最高。乔木层D、草本层H'与草本层地上生物量和生物总量呈显著正相关(P<0.05);草本层Jsw与草本层生物总量呈显著正相关(P<0.05)。  结论  适度的干扰会促使桉树人工林物种多样性和生物量增加;物种多样性和生物量的关系受人为干扰和自然条件而改变,没有固定关系。图2表3参25
  • 据世界旅游组织(UNWTO)统计,受新型冠状病毒引发的肺炎疫情(新冠疫情)影响,2020年国际游客数量比2019年下降73%,约10亿人次,国际旅游收入损失1.3万亿美元。疫情改变了旅游行为方式[1],使游客旅游目的地偏好发生明显变化[2]。疫情暴发后游客更倾向于自然风光类、休闲度假类与历史文化类的旅游产品[3],放松、观光、文化是游客出游的主要动机[4]。在实施最严格保护的前提下,探究自然保护地旅游资源的可持续利用,是现阶段自然保护地体系所面临的现实问题[5]。生态旅游是中国自然保护区可持续发展的战略选择[6],但国内自然保护区生态旅游发展处于初级阶段[7]。如何加强自然保护区生态旅游资源的保护与开发利用,避免由资源消耗型向环境破坏型和景观浪费型转变[8],需要加强生态旅游资源与其他类型旅游资源和产业的融合[9],构建高品质、多样化的旅游产品体系。现阶段中国自然保护地生态旅游产品以观光旅游、休闲度假为主,科普、科考、探险、观鸟等专项生态旅游产品[10]颇受欢迎,生态旅游客源市场日益向专业化、多样化、个性化发展。加强对生态旅游消费行为特征的研究[11],把握当前及今后旅游消费者的偏好和选择意愿,可促进生态旅游产品供给与需求的有效匹配[12]

    旅游偏好是人们对旅游产品的认知和价值评价的结果,与旅游决策、旅游行为关系密切[13]。了解显示性偏好(revealed preference,RP)与陈述性偏好(stated preference,SP)是定量研究旅游偏好的前提和基础,显示性偏好关注消费者选择了哪些产品或服务,而陈述性偏好关注消费者将要选择哪些产品或服务[14],国外研究者多关注2种偏好数据的检验和比较 [15-16],国内有部分学者应用陈述性偏好法研究了旅游者的需求偏好[17-18],但在旅游偏好与旅游需求、旅游感知、旅游动机与行为等相互关系上报道较少[19]。新冠疫情暴发后,学者开始关注自然保护地(区)生态旅游消费行为特征和生态旅游产品偏好,探讨生态旅游产品陈述性偏好与显示性偏好的关联性。本研究以浙江省天目山国家级自然保护区为例,对比了疫情暴发前后自然保护区游客生态旅游特征,分析疫情后生态旅游产品偏好特征,为提升自然保护区提供生态旅游产品与服务水平,满足游客对生态旅游高质量休闲体验的需求等,提供现实依据。

    浙江天目山国家级自然保护区位于浙江省杭州市临安区天目山镇,总面积4 284 hm²。区内植被景观独特,动植物种类丰富,分布多种珍稀、濒危、特有、孑遗物种,主要森林植被以“高、大、古、稀、多”称绝,素有“大树王国”“物种基因库”之称。天目山自然保护区1986年被批准为“国家级森林和野生动物类型自然保护区”,1996年成为联合国教科文组织“人与生物圈”保护区网络成员,现为中国生物多样性保护示范基地、国家级自然保护区示范单位、全国科普教育基地、全国青少年科技教育基地、国家AAAA级景区。

    2004年12月,天目山自然保护区与浙江大华建设集团有限公司正式签订旅游资源依法保护、开发和特许经营协议,天目山生态旅游转变为以企业法人为经营主体、保护区管理局为管理主体的新体制[20]。2005—2007年景区游客数量迅速上升,年均增长率达36.97%;2008—2020年景区游客数量总体呈现缓慢下降趋势,年均增长率为−5.23%;2020年,新冠肺炎疫情暴发,年接待量仅为7.19万人次,为历史最低。天目大峡谷景区2014年被天目山景区收购,2019年游客接待量达到最高,为15.86万人次,2020年锐减到6.55万人次。

    自然保护区生态旅游收入主要由景区门票、餐饮住宿、自然教育和旅游车队经营收入等组成。总体来看,门票收入、旅游车队经营收入与游客接待人数变化趋势基本一致。自2016年开始,自然学校、幻住山房茶室、大树堂餐厅、知了酒店等相继营业,虽在总体旅游收入中占比不大,但表现出良好的成长性。2020年因疫情影响除大树堂餐厅收入略有增长,其他均不同程度下降。

    参考相关研究成果[21-22],结合对自然保护、生态旅游领域专家的咨询,设计调查问卷。问卷第一部分,调查游客对自然保护区生态旅游产品的陈述性偏好、出游目的、频次、时段等生态旅游需求特征;第二部分调查游客信息渠道、出游方式、逗留时间、旅游消费、食宿设施选择、问题认知等生态旅游行为特征,及对自然保护区生态旅游产品的显示性偏好;第三部分调查游客居住地、性别、年龄、受教育程度、职业、月收入等游客个人信息。2019年10月2—6日发放问卷300份,收回300份,有效问卷234份,有效率为78.00%。2020年10月2—6日发放问卷300份,收回300份,有效问卷251份,有效率为83.67%。生态旅游产品陈述性偏好、显示性偏好均采用Likert 5级测量,1级最低,5级最高。

    应用SPSS 23.0软件统计疫情暴发前后天目山保护区游客人口学特征;两独立样本的秩和检验(Mann-Whitney U检验)[23]分析疫情暴发前后游客生态旅游需求、行为特征;单因素方差法分析疫情暴发后游客生态旅游产品的陈述性偏好、显示性偏好特征。

    分析疫情暴发后生态旅游产品陈述性偏好对显示性偏好的影响效应。先按保护区生态旅游产品亚类陈述性偏好水平的均值进行降维和分级,即均值1.00~1.49时为1,1.50~2.49为2,2.50~3.49为3,3.50~4.49为4,4.50~5.00为5;比较各陈述性偏好等级对应的显示性偏好水平,采用K-S方法检验其分布,若满足正态分布,则使用独立样本T检验,反之使用Mann-Whitney U检验[23]

    表1可知:相比2019年,疫情暴发后的2020年,自然保护区游客以男性为主;职业以企业人员为主,军人增幅最大,学生、离退休人员减少明显;20岁以下游客增加较明显,20~29岁游客减少较明显;大专或大学本科学历游客占比最高,略有下降;各收入段游客变化不明显。

    表 1  疫情暴发前后游客人口学特征
    Table 1  Demographic characteristics of visitors before and after COVID-19
    特征分项占比/%特征分项占比/%
    2019年10月2020年10月2019年10月2020年10月
    性别 41.9 57.4 年龄/岁 <20 4.3 14.7
    58.1 42.6 20~29 38.5 28.7
    30~39 26.9 31.9
    职业 公务员 6.8 6.8 40~49 15.4 16.3
    私营企业主 6.8 12.0 50~59 11.1 6.0
    企业人员 33.8 28.3 ≥60 3.8 2.4
    文教/专业技术人员 8.1 14.3
    自由职业 15.0 2.4 受教育程度 高中及以下 20.9 18.7
    服务/销售人员 5.6 6.0 大专或本科 73.1 65.7
    军人 0.4 24.7 研究生及以上 6.0 15.5
    学生 10.7 1.2
    工人 1.3 0.4 月收入/元 ≤5 000 40.2 33.1
    农民 1.7 2.4 5 001~10 000 33.3 30.3
    离退休人员 3.0 14.3 10 001~15 000 15.0 17.1
    其他 6.8 0 15 001~24 999 4.3 9.6
    ≥25 000 7.3 8.0
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    表2可知:疫情暴发前后游客去往自然保护区旅游频次、旅游时段差异极显著(P<0.01),而旅游目的差异不显著。疫情暴发后游客自然保护区旅游的时间以小长假、黄金周最多,依次为周末、工作日,其中周末出游略有减少;多数游客旅游目的为自然山水观光,疫情后以增进身体健康为目的明显增加,陪伴家人、朋友出游的比例增加较明显。

    表 2  疫情暴发前后游客生态旅游需求特征
    Table 2  Ecotourism demand characteristics of visitors before and after COVID-19
    特征分项占比/%P特征分项占比/%P
    2019年10月2020年10月2019年10月2020年10月
    旅游频次/
    (次·a−1)
    1 18.8 16.3 0.01** 旅游目
    的(多选)
    自然山水风光 67.9 76.1 0.20
    2 53.0 38.2 观赏动植物 20.5 25.9
    3 17.1 29.1 缓解紧张情绪 37.6 33.5
    ≥4 11.1 16.4 学习生态知识 12.4 9.6
    增进身体健康 7.7 41.8
    旅游时段 周末 33.8 29.1 0.00** 了解历史文化 34.2 18.3
    小长假、黄金周 54.2 55.7 户外运动探险 19.2 14.7
    工作日 6.0 9.2 陪伴家人、朋友 34.2 51.0
    暑假 6.0 6.0 其他 0 6.4
      说明:**表示差异极显著(P<0.01)
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    表3可知:疫情对游客了解自然保护区的信息渠道、交通方式、旅游花费影响极显著(P<0.01),而组织方式、旅游时长、选择食宿设施类型、存在问题等其他生态旅游行为特征均无显著影响。疫情暴发后,游客获取信息渠道以亲朋介绍、“旧地重游”较多,家庭自驾游数量明显增加;出游以一日游为主,二日游游客明显减少;相比2019年,2020年人均消费500~999元的游客减少较明显,人均消费2 000元以上的游客明显增加。参与性、娱乐性不强,接待设施不完善,交通不便被认为是生态旅游发展存在的主要问题。

    表 3  疫情暴发前后游客生态旅游行为特征
    Table 3  Ecotourism behavior characteristics of visitors before and after COVID-19
    特征分项占比/%P特征分项占比/%P
    2019年10月2020年10月2019年10月2020年10月
    了解渠道
    (多选)
    微信微博 38.5 37.1 0.01** 食宿
    类型
    农家乐 34.2 22.3 0.71 
    旅行社 24.8 13.5 民宿 41.0 29.1
    亲朋介绍 43.6 53.0 酒店 17.5 15.9
    曾经参与 9.8 23.5 其他 7.3 5.6
    杂志报纸 9.8 9.2
    其他 7.7 10.4 旅游花
    费/元
    ≤500 34.6 41.9 0.00**
    500~999 33.3 7.2
    组织方式 跟团 16.2 2.0 0.35 1 000~1 499 17.5 17.9
    独自 23.1 17.1 1 500~1 999 5.6 6.4
    家庭游 37.2 76.5 ≥2 000 9.0 26.6
    单位组织 23.5 4.4
    存在
    问题
    (多选)
    交通不便 38.5 23.5 0.10 
    交通方式 公共交通 7.7 8.0 0.00** 接待设施不完善 20.9 28.3
    自驾 58.1 86.1 服务质量差 2.1 3.2
    旅游大巴 34.2 6.0 参与性、娱乐性不强 34.6 31.9
    有害生物威胁 2.6 3.2
    旅游时长/d 1 41.9 49.4 0.33 当地人不友好 1.3 0.8
    2 41.0 28.7 其他 17.1   9.1
    3 12.8 18.7
    ≥4 4.3 3.2
      说明:**表示差异极显著( P<0.01)
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    3.4.1   疫情暴发后生态旅游产品陈述性偏好的人口学特征差异

    游客人口学特征对部分生态旅游产品的陈述性偏好存在显著性差异。由表4可知:天气与气候景观(观星象、观冰雪、观日出、观雾凇、雨凇)、森林度假产品(小木屋、树屋)、自然教育产品(自然课堂、自然艺术创作)和生态康养产品(森林浴、森林瑜伽、森林冥想)等产品,不同性别游客的陈述性偏好差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);观鸟、观星象、树屋等产品,不同年龄段游客陈述性偏好差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);观冰雪、民宿、森林瑜伽等产品,不同受教育程度的游客陈述性偏好差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);观星象、树屋、丛林穿越、溯溪攀岩等产品,不同职业的游客陈述性偏好差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);观日出、观云雾、观星象、观冰雪、树屋、自然艺术创作等产品,不同收入的游客陈述性偏好差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。

    表 4  疫情后游客生态旅游产品陈述性偏好的人口学特征差异
    Table 4  Differences in demographic characteristics of visitors’ stated preferences for ecotourism products after COVID-19
    产品主类产品亚类产品名称性别年龄受教育程度职业月收入偏好均值
    生态观光 地文景观 观奇峰异石 0.09 0.58 0.99 0.58 0.87 3.10
    水域景观 观瀑布溪流 0.45 0.13 0.15 0.11 0.35 3.88
    生物景观 观鸟 0.67 0.05* 0.37 0.58 0.38 3.23
    观蝶 0.92 0.34 0.28 0.43 0.13 2.92
    观珍稀植物 0.43 0.95 0.98 0.80 0.41 3.61
    观森林景观 0.96 0.70 0.20 0.74 0.52 3.88
    天象与气候景观 观日出 0.01** 0.09 0.09 0.06 0.00** 4.05
    观云雾 0.11 0.18 0.07 0.19 0.00** 4.20
    观星象 0.04* 0.00** 0.93 0.00** 0.00** 3.81
    观冰雪 0.03* 0.31 0.01* 0.33 0.01* 3.94
    观雾凇、雨凇 0.00** 0.15 0.07 0.51 0.43 3.85
    生态度假 森林度假 小木屋 0.00** 0.13 0.27 0.30 0.23 3.45
    帐篷露营 0.36 0.09 0.91 0.05 0.28 3.15
    汽车露营 0.26 0.29 0.88 0.23 0.24 2.99
    树屋 0.00** 0.00** 0.16 0.01** 0.00** 3.40
    度假酒店 0.62 0.24 0.32 0.28 0.61 3.82
    乡村度假 民宿 0.22 0.55 0.01** 0.25 0.23 3.80
    农家乐 0.47 0.33 0.77 0.09 0.90 3.10
    专项生态 自然教育 自然课堂 0.01* 0.40 0.34 0.02* 0.65 3.22
    自然艺术创作 0.00** 0.39 0.52 0.12 0.03* 3.19
    生态康养 森林浴 0.02* 0.30 0.47 0.09 0.28 3.46
    森林瑜伽 0.00** 0.44 0.04* 0.35 0.31 3.01
    森林冥想 0.05* 0.19 0.29 0.35 0.11 3.28
    户外运动 丛林穿越 0.17 0.64 0.55 0.04* 0.39 3.59
    溯溪攀岩 0.90 0.14 0.86 0.05* 0.47 3.43
    户外拓展 0.75 0.13 0.96 0.29 0.45 3.45
      说明:*表示差异显著(P<0.05);**表示差异极显著(P<0.01)
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    3.4.2   疫情暴发后生态旅游产品显示性偏好的人口学特征差异

    表5可见:游客人口学特征对天目山自然保护区部分生态旅游产品的显示性偏好存在显著性差异。对倒挂莲花峰、五世同堂古银杏Ginkgo bibloba、大树王柳杉Gryptomeria japonica、白鹇Lophura nycthemera及其栖息地等景点,不同年龄段游客显示性偏好有显著差异(P<0.05);对半月池景点,不同受教育程度的游客显示性偏好有极显著差异(P<0.01);对眠牛石景点,不同职业的游客显示性偏好有显著性差异(P<0.05)。

    表 5  疫情后生态旅游产品显示性偏好的人口学特征差异
    Table 5  Differences in demographic characteristics of visitors’ revealed preferences of ecotourism products after COVID-19
    产品主类产品亚类生态旅游产品性别年龄受教育程度职业月收入偏好均值
    生态观光 地文景观 天目大峡谷 0.81 0.40 0.19 0.47 0.55 4.37
    冰川大峡谷 0.92 0.92 0.05 0.52 0.59 4.52
    倒挂莲花峰 0.30 0.05* 0.08 0.15 0.90 3.88
    四面峰 0.11 0.25 0.60 0.73 0.78 3.93
    眠牛石 0.70 0.28 0.33 0.03* 0.71 3.88
    红蛇洞 0.74 0.08 0.18 0.08 0.57 3.94
    水域景观 双清潭 0.92 0.41 0.32 0.08 0.82 3.88
    半月池 0.34 0.12 0.00** 0.10 0.06 3.66
    伏虎瀑 0.90 0.48 0.11 0.09 0.76 4.11
    生物景观 原始森林 0.70 0.49 0.88 0.44 0.84 4.33
    柳杉群 0.49 0.69 0.49 0.17 0.29 4.24
    五世同堂古银杏 0.07 0.03* 0.27 0.66 0.35 4.26
    大树王柳杉 0.46 0.01* 0.29 0.97 0.43 4.45
    冲天树金钱松 0.23 0.31 0.91 0.73 0.59 4.21
    天目铁木 0.29 0.38 0.84 0.99 0.52 4.33
    黑麂及其栖息地 0.06 0.18 0.66 0.40 0.24 4.45
    白鹇及其栖息地 0.05 0.03* 0.77 0.80 0.75 4.48
    专项生态 自然教育 自然博物馆 0.74 0.31 0.74 0.95 0.73 4.51
    大地之野自然学校 0.30 0.21 0.42 0.90 0.84 4.31
      说明:*表示差异显著(P<0.05);**表示差异极显著(P<0.01)。金钱松 Pseudolarix amabilis,天目铁木 Ostrya rehderiana,黑麂      Muntiacus crinifrons
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    3.4.3   疫情暴发后生态旅游产品陈述性偏好对显示性偏好的影响效应

    表6可见:总体上,随着游客对保护区生态旅游产品的陈述性偏好等级增加,其对天目山保护区生态旅游产品的显示性偏好水平也相应提高,说明陈述性偏好水平对显示性偏好水平有显著影响。多重比较分析表明:将游客对自然保护区生态旅游产品的陈述性偏好等级分为5级时,天目山保护区地文景观、水域景观、生物景观和自然教育产品的显示性偏好,根据显著性水平只有相应的3、3、4和4级,说明游客对生态旅游产品的陈述性偏好与显示性偏好存在不一致现象,且前两者的陈述性偏好对显示性偏好的影响效应比后两者小。

    表 6  疫情后生态旅游产品陈述性偏好对显示性偏好的影响效应
    Table 6  Effects of revealed preferences on stated preferences of ecotourism products after COVID-19
    陈述性偏
    好等级
    显示性偏好水平
    地文景观水域景观生物景观自然教育产品
    12.58±0.92 c1.72±1.16 c2.50±1.52 cd1.91±1.30 d
    23.26±0.82 b3.28±1.14 ab3.32±0.91 d3.04±1.00 c
    33.45±0.78 b3.16±0.89 b3.83±0.74 c3.44±1.06 c
    43.83±0.69 a3.46±0.94 a4.11±0.73 b3.88±0.88 b
    53.59±1.09 ab3.53±1.10 a4.51±0.58 a4.46±0.90 a
      说明:同列不同小写字母表示不同等级间差异显著(P<0.05)
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    2015年开始天目山自然保护区调整经营思路,走内涵发展道路,开发生态旅游、自然教育、文化创意等新型业态。2018年起以接待散客为主,积极开辟新兴市场。2016—2019年接待游客数量下降明显,但同期自然保护区生态旅游收入呈上升趋势,说明其他生态旅游业态的发展弥补了生态观光旅游下降带来的损失。

    疫情暴发后,保护区游客从以女性为主转变为以男性为主,20岁以下游客明显增加、20~29岁游客减少较明显,以大专或大学本科学历的游客占比最高;游客多为通过亲朋介绍、“旧地重游”者,家庭自驾游数量增加,团队游明显减少,倾向于一日游或多日游,人均消费较高的游客比例增加较明显。选择小长假、黄金周出游的人数最多,主要以自然山水观光和增进身体健康为目的,多数为陪伴家人、朋友出游。

    疫情暴发后,游客性别、年龄、受教育程度、职业、收入等人口学特征对部分生态旅游产品陈述性偏好有显著影响;年龄、受教育程度、职业对部分产品显示性偏好水平有显著影响。游客对保护区生态旅游产品的显示性偏好水平随着陈述性偏好等级增加而提高,陈述性偏好水平对显示性偏好水平有显著影响;天目山保护区游客对生态旅游产品的陈述性偏好与显示性偏好存在不一致现象,生物景观和自然教育产品的陈述性偏好对显示性偏好的影响效应,比地文景观和水域景观更明显。

    后疫情时代,旅游业要积极应对挑战,增强创新发展动力,发挥产业融合的叠加效应、追求在线融合的乘数效应,共建共生推动旅游业高质量发展[24]。因此,从以下几个方面提出天目山自然保护区生态旅游产品的开发建议:一是利用游客家庭自驾、社交休闲、山水观光、生态康养、自然教育等生态旅游产品陈述性偏好水平高的特点,开展观鸟、森林康养等特色项目,融合创新产品引导全新需求,提供多元化、高品质的生态旅游产品供给,增强游客的显示性偏好水平,提升其满意度与推荐、重游意愿。二是自然保护区应充分认识新趋势、融合新技术,依托5G、VR、AR等技术推出智慧化生态旅游产品服务,引导自然保护区从需求侧进行产品创新。比如将自然保护区大尺度山体植被垂直景观带、偶见性强的珍稀动植物等,通过“云旅游”多维度、多视角传递给潜在旅游者,增强其陈述性偏好,推动其向现实旅游者转化。三是自然保护区积极利用大数据分析手段,发挥“两微一短”(微信、微博、短视频)用户受众面广、黏性强特点,针对周边客源市场选择合适的媒体平台,加强游客生态旅游产品体验后的分享,刺激潜在需求,提升潜在消费者生态旅游产品的陈述性偏好水平。

  • 图  1  不同干扰下桉树人工林群落各层次物种多样性指数

    不同小写字母表示不同干扰下各层次间差异显著 (P<0.05)

    Figure  1  Species diversity of E. grandis plantation community in different levels of interference

    图  2  不同干扰下桉树人工林群落各层次生物量

    不同小写字母表示不同干扰下各层次间差异显著 (P<0.05)

    Figure  2  Biomass of E. grandis plantation community in different levels of interference

    表  1  样地概况

    Table  1.   Information about the sampling plots

    样地号干扰强度海拔/m坡度/(°)坡向/(°)平均胸径/cm平均树高/m密度/(株·hm-2)郁闭度
    1~4 重度干扰610~61620.6~24.7SW228.5~SW236.014.3~16.910.0~11.31 0010.4~0.5
    5~8 中度干扰620~62434.8~37.2NW27.4~NW29.018.6~20.113.8~15.2 7830.5~0.6
    9~12轻度干扰617~61930.5~33.5NW27.2~NW28.117.3~18.812.1~14.1 9050.7
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    表  2  不同干扰下桉树人工林各层次物种及其重要值

    Table  2.   Important values of species in different layers of E. grandis plantation in different levels of interference

    层次干扰强度物种及其重要值
    乔木层重度干扰桉树(0.251 1)+女贞(0.159 8)+水杉(0.136 7)+绢毛稠李(0.139 4)+桢楠(0.062 5)+二球悬铃木(0.086 0)+柳杉(0.0413)
    中度干扰桉树(0.297 3)+女贞(0.097 2)+水杉(0.183 4)+绢毛稠李(0.052 6)+桢楠(0.197 5)+八角枫 (0.053 9)
    轻度干扰桉树(0.217 2)+女贞(0.154 7)+水杉(0.071 6)+绢毛稠李(0.143 5)+喜树(0.083 8)+二球悬铃木(0.057 2)+银木 Cinnamomum septentrionale(0.050 6)
    灌木层重度干扰桢楠(0.177 4)+绢毛稠李(0.147 1)+高粱泡 (0.099 0)+石海椒 (0.076 8)+刺槐 (0.072 8)+八角枫(0.067 8)+女贞(0.066 0)+ 朴树 (0.043 3)
    中度干扰萝芙木 (0.209 7)+高粱泡(0.129 4)+桢楠(0.108 8)+绢毛稠李(0.098 8)+紫麻(0.0556)+女贞(0.048 6)+朴树(0.048 8)+ 常春藤 (0.048 8)
    轻度干扰绢毛稠李(0.177 8)+润楠Machilus nanmu(0.134 0)+桢楠(0.072 1)+水麻 (0.092 3)+石海椒(0.067 8)+女贞(0.041 6)+朴 树(0.051 0)+苦竹Pleioblastus amarus(0.041 1)
    草本层重度干扰白花紫露草 (0.553 9)+铁线蕨(0.073 4)+钮子瓜Zehneria maysorensis(0.042 5)
    中度干扰白花紫露草(0.491 6)+里白 (0.117 4)+垂序商陆(0.055 2)+毛茛Ranunculus japonicus (0.054 0)
    轻度干扰白花紫露草(0.413 8)+垂序商陆(0.100 5)+葎草 (0.079 8)+透茎冷水花 (0.086 8)+白英Solanum lyratum(0.051 9)
      说明:括号中数值为重要值
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    表  3  桉树人工林下的物种多样性指数与生物量的相关系数

    Table  3.   Correlation between species diversity index and biomass of E. grandis plantation

    层次项目多样性指数
    乔木层灌木层草本层
    DHH'JSWDHH'JSWDHH'JSW
    乔木层森林蓄积量0.00−0.100.26−0.17−0.240.120.48−0.20−0.050.050.000.05
    灌木层地上生物量0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
    地下生物量0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
    生物总量 0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
    草本层地上生物量0.61*0.350.37−0.340.14−0.32−0.16−0.280.400.530.59*0.55
    地下生物量0.440.200.21−0.370.00−0.54−0.29−0.350.350.460.440.49
    生物总量 0.57*0.300.31−0.390.08−0.46−0.24−0.340.410.530.56*0.56*
      说明:* 表示显著相关(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-08
  • 修回日期:  2020-11-22
  • 网络出版日期:  2021-04-01
  • 刊出日期:  2021-04-01

人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响

doi: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(31370628);四川省教育厅一般项目(15ZB0020)
    作者简介:

    曾洪(ORCID: 0000-0002-6770-1050),讲师,从事植物分类学和森林生态学研究。E-mail: 928573019@qq.com

    通信作者: 郝建锋(ORCID: 0000-0003-2010-0028),副教授,博士,从事森林生态学研究。E-mail: haojf2005@aliyun.com
  • 中图分类号: S718.5

摘要:   目的  揭示不同人为干扰强度对桉树Eucalyptus grandis人工林物种多样性和生物量的影响。  方法  以四川省雅安市苍坪山公园桉树人工林为研究对象,采用典型样地法,设置12块20 m × 20 m不同干扰程度的样地,对林内物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Shannon-Wiener指数H、Simpson优势度指数 H'、Pielou均匀度指数 Jsw)和植物层生物量进行调查研究。  结果  共调查到维管植物87种,隶属55科82属,桉树人工林物种数随着干扰的加强而减少;乔木层与草本层DHH'随着干扰强度的增加而降低,灌木层DHH'在中度干扰下达到最大值,乔木层的DH变化差异显著(P<0.05)。随着干扰强度的增加,植物各层生物量呈不同变化趋势:中度干扰下乔木层蓄积量(12.01 m3·hm−2)最高;轻度干扰下灌木层生物量(394.533 kg·m−2)和草本层生物量(359.680 g·m−2)最高。乔木层D、草本层H'与草本层地上生物量和生物总量呈显著正相关(P<0.05);草本层Jsw与草本层生物总量呈显著正相关(P<0.05)。  结论  适度的干扰会促使桉树人工林物种多样性和生物量增加;物种多样性和生物量的关系受人为干扰和自然条件而改变,没有固定关系。图2表3参25

English Abstract

孟明浩, 顾晓艳, 崔国发. 后疫情时期天目山国家级自然保护区生态旅游消费行为特征[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(3): 679-686. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210356
引用本文: 曾洪, 陈聪琳, 喻静, 等. 人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2021, 38(2): 253-261. DOI: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
MENG Minghao, GU Xiaoyan, CUI Guofa. Ecotourism consumption behaviors of visitors to Mount Tianmu National Nature Reserve in the post-pandemic era[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2022, 39(3): 679-686. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210356
Citation: ZENG Hong, CHEN Conglin, YU Jing, et al. Effects of human interference on species diversity and biomass of Eucalyptus grandis plantation in Cangping Mountain Park in Ya’an[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2021, 38(2): 253-261. DOI: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
  • 物种多样性是森林自然恢复状况和森林生态系统健康的重要标志[1],生物量是群落功能稳定性的重要表现形式,探讨物种多样性与生物量之间的关系是阐明物种多样性对生态系统功能作用的重要途径[2-5]。城市化进程的加快促使人为活动对生态环境干扰程度加深,人为干扰导致环境变量发生改变,引起物种多样性空间分布重新配置,从而改变生态系统的结构与功能演化[4, 6-7]。长期持续、高频度的干扰对植被的破坏具有累加和放大的作用[8],影响植被的自然修复和林地生产力水平,致使生态系统严重退化。人为干扰在自然界和生态系统过程中的作用越来越明显,已作为生态学研究的一个重要内容[9-10]。随着社会的加速发展,人为干扰对林地的影响在逐渐加深。城市林地时常遭受道路绿化施工、游人踩踏破坏、日常维护管理和抚育采伐等活动的干扰,探讨城市化背景下植物多样性以及群落生物量水平具有重要意义[11-13]。四川省雅安市苍坪山公园桉树Eucalyptus grandis人工林属于生态景观林,具有调节气候、涵养水源、防风保土、降噪滞尘等生态服务功能。本研究以苍坪山公园桉树人工林为研究对象,同时结合桉树人工林的生态问题[14-15],分析和讨论不同人为干扰强度对桉树人工林物种组成、物种多样性及其与生物量关系的影响,以期为桉树人工林生物多样性和生产力的恢复与维持提供科学依据。

    • 研究区苍坪山公园位于四川省雅安市雨城区(29°40′~30°15′N;102°51′~103°12′E),地处四川盆地西缘,成都平原向青藏高原过渡带,地势西南高东北低,为中低山带。该地为亚热带季风性湿润气候类型,冬无严寒,夏无酷暑,雨量充沛。年平均气温为16.1 ℃,最冷月1月平均气温6.1 ℃,最热月7月平均气温25.3 ℃;该区年均雨日218.0 d,降水量达1 732.0 mm,有“天漏”之称;日照偏少,年日照率为23%;湿度较大,年平均湿度为79%。雨城区自然植被结构属于季雨式山地次生常绿阔叶林,森林覆盖率71.94%,植物种类繁多,结构复杂。苍坪山公园地处海拔1 000 m以下低山区,土壤为紫色土。桉树人工林乔木层中桉树、女贞Ligustrum lucidum、绢毛稠李Padus wilsonii、水杉Metasequoia glyptostroboides和桢楠Phoebe zhennan等植物占据重要空间,其中水杉、桢楠等植物是原林地保留下来的混植树种。灌木层中八角枫Alangium chinense、绢毛稠李、桢楠、高粱泡Rubus lambertianus和萝芙木Rauvolfia verticillata等植物占据林下空间;草本层有鸭跖草科Commelinaceae、桑科Moraceae、葫芦科Cucurbitaceae、茄科Solanaceae、商陆科Phytolaccaceae和蕨类植物等。

    • 研究区内设有烈士陵园、气象台、雷达站。因道路绿化施工等对林木进行了采伐,对靠近道路和施工地的林木和林下植被造成了破坏。苍坪山桉树人工林均为1980年栽植,原林地分散保留有桢楠、水杉、二球悬铃木Platanus acerifolia、喜树Camptotheca acuminata等树种;栽植初期伐除生长不良、干形差的植株。抚育措施包括进行疏枝、补植、割藤、除草割灌、伐除病害木等。人工林平时受到游人和当地居民踩踏、攀折以及遛狗、野餐、挖野菜、收走凋落物等活动干扰。经踏查发现,人为干扰强度主要与道路的距离密切相关。本研究以人工林遭受的人为活动频率、施工和抚育强度来划分干扰区[10, 13]

      重度干扰(A):靠近游道和道路,遭受过施工破坏和抚育干扰,受游人和当地居民的践踏、挖野菜、攀折等活动频繁,植被破坏严重,垃圾较多。郁闭度0.4~0.5。

      中度干扰(B):没有遭受施工破坏,遭受过除补植外的抚育干扰,人为活动频率较低,植被遭一定破坏,有少量垃圾。郁闭度0.5~0.6。

      轻度干扰(C):远离道路,除前期进行不良木伐除外未进行抚育和采伐破坏,少有人为活动,植被无破坏,无垃圾。郁闭度0.7。

      参照方精云等[16]、郝建锋等[10]的方法,采用典型选样法,在桉树人工林群落内布设12块20 m×20 m林相整齐、立地条件相似的典型样地,其中重度、中度和轻度干扰样地各4块。将每个样地等分为4 个10 m×10 m 的乔木样方,并在每个样地中沿对角线选取6个5 m×5 m 的灌木样方,12个1 m×1 m 的草本样方。实测并记录乔木层(树高≥3 m) 物种、株数、胸径、树高、冠幅,灌木层(树高<3 m,包括木质藤本和乔木更新苗)物种、株(丛)数、株高、冠幅和草本层物种、株数、高度、盖度等指标。同时记录各样地的海拔高度、坡度、坡向等概况(表1)。植物均鉴定到种。

      表 1  样地概况

      Table 1.  Information about the sampling plots

      样地号干扰强度海拔/m坡度/(°)坡向/(°)平均胸径/cm平均树高/m密度/(株·hm-2)郁闭度
      1~4 重度干扰610~61620.6~24.7SW228.5~SW236.014.3~16.910.0~11.31 0010.4~0.5
      5~8 中度干扰620~62434.8~37.2NW27.4~NW29.018.6~20.113.8~15.2 7830.5~0.6
      9~12轻度干扰617~61930.5~33.5NW27.2~NW28.117.3~18.812.1~14.1 9050.7
    • ① 计算各样地各物种的重要值(VI)。乔木层:VI=(相对多度+相对显著+相对频度)/3;灌木层、草本层:VI=(相对多度+相对盖度+相对频度)/3。② 采用α多样性测度方法[10]测定以下指数。丰富度指数(D):D=S;Simpson指数:$H'=1 - \displaystyle\sum\limits_{i = 1}^S {\mathop P\nolimits_i^2 } $;Shannon-Wiener指数:H=$ - \displaystyle\sum\limits_{i = 1}^S {\mathop P\nolimits_i } \log \mathop P\nolimits_i $;Pielou均匀度指数:$\mathop J\nolimits_{{\rm{sw}}} = \dfrac{{ - \sum\limits_{i=1}^S {\mathop P\nolimits_i \log \mathop P\nolimits_i } }}{{\log \mathop S\nolimits_{} }}$。其中:Pi为第i个物种的个体数ni占所有物种个体总数n的比例;i=1,2,3,$\cdots $SS为物种数。

    • 通过株数、树干横断面积和形高计算乔木层的蓄积量[17]。依据杨昆等[18]的森林林下植被生物量模型,利用冠幅求算出每株灌木(丛)的冠幅直径来计算灌木层的生物量。采用“全株收获法”测定生物量,在每个样地内随机选取4个1 m×1 m的样方,将样方内的草本全部收获,称取鲜质量后带回实验室置于105 ℃的烘箱中杀青30 min,然后调烘箱温度至65 ℃烘干至恒量。将收获的草本植物干质量单位换算成g·m−2

    • 运用Excel 2007、DPS 7.05、Origin7.5统计软件对数据进行整理与统计分析,采用单因素方差分析法(one-way ANOVA)分析不同干扰程度下各多样性指数、生物量间的差异,运用相关分析计算物种多样性生与物量之间的相关性。

    • 桉树人工林内共调查到维管束植物55科82属87种。乔木层21科23属23种;灌木层25科33属35种,其中层间植物2科2种,分别是豆科Leguminosae葛Pueraria lobata,五加科Araliaceae常春藤Hedera sinensis;草本层27科38属40种,其中蕨类植物4科4种。调查发现,样地内植被天然更新良好,但林下无桉树的幼树、幼苗。不同干扰强度下,桉树人工林物种数从少到多依次为重度干扰区、中度干扰区、轻度干扰区。如表2所示:乔木层重要值靠前的桢楠、女贞、绢毛稠李和八角枫,在灌木层也占据相当重要的位置。这些均为雨城区常见的乡土树种,传播繁殖能力强,幼树幼苗更新速度快。混植在林内的水杉、柳杉Cryptomeria fortunei、桢楠和二球悬铃木重要值靠前。刺槐Robinia pseudoacacia为喜光造林树种,在林内并不占优势。灌木层高粱泡、石海椒Reinwardtia indica、朴树Celtis sinensis幼树均在微碱性土壤上生长良好,稍耐阴,在林下重要值靠前。林下分布的葛、刺槐具固氮功能,有改良土壤的作用。草本层优势种多为多年生草本,对土壤的适应性强。白花紫露草Tradescantia fluminensis原产南美,生性强健,抗干扰能力强,干扰程度越强分布面越广,在不同干扰下重要值均占第1位;重要值靠前的垂序商陆Phytolacca americana和葎草Humulus scandens,适生幅度宽,具有保持水土的能力,分布面随着干扰的增强而减少;里白Diplopterygium glaucum在轻度干扰区内没有分布,可能轻度干扰区环境过于荫蔽不适宜其生长。铁线蕨Adiantum capillus-veneri喜半阴润环境,是钙质土指示植物,样地内均有分布,重度干扰区分布最广。朴树、水麻Debregeasia orientalis、紫麻Oreocnide frutescens、透茎冷水花Pilea pumila等植物在重度干扰区没有分布。这可能与其抗干扰能力的大小和对生境的要求有关。

      表 2  不同干扰下桉树人工林各层次物种及其重要值

      Table 2.  Important values of species in different layers of E. grandis plantation in different levels of interference

      层次干扰强度物种及其重要值
      乔木层重度干扰桉树(0.251 1)+女贞(0.159 8)+水杉(0.136 7)+绢毛稠李(0.139 4)+桢楠(0.062 5)+二球悬铃木(0.086 0)+柳杉(0.0413)
      中度干扰桉树(0.297 3)+女贞(0.097 2)+水杉(0.183 4)+绢毛稠李(0.052 6)+桢楠(0.197 5)+八角枫 (0.053 9)
      轻度干扰桉树(0.217 2)+女贞(0.154 7)+水杉(0.071 6)+绢毛稠李(0.143 5)+喜树(0.083 8)+二球悬铃木(0.057 2)+银木 Cinnamomum septentrionale(0.050 6)
      灌木层重度干扰桢楠(0.177 4)+绢毛稠李(0.147 1)+高粱泡 (0.099 0)+石海椒 (0.076 8)+刺槐 (0.072 8)+八角枫(0.067 8)+女贞(0.066 0)+ 朴树 (0.043 3)
      中度干扰萝芙木 (0.209 7)+高粱泡(0.129 4)+桢楠(0.108 8)+绢毛稠李(0.098 8)+紫麻(0.0556)+女贞(0.048 6)+朴树(0.048 8)+ 常春藤 (0.048 8)
      轻度干扰绢毛稠李(0.177 8)+润楠Machilus nanmu(0.134 0)+桢楠(0.072 1)+水麻 (0.092 3)+石海椒(0.067 8)+女贞(0.041 6)+朴 树(0.051 0)+苦竹Pleioblastus amarus(0.041 1)
      草本层重度干扰白花紫露草 (0.553 9)+铁线蕨(0.073 4)+钮子瓜Zehneria maysorensis(0.042 5)
      中度干扰白花紫露草(0.491 6)+里白 (0.117 4)+垂序商陆(0.055 2)+毛茛Ranunculus japonicus (0.054 0)
      轻度干扰白花紫露草(0.413 8)+垂序商陆(0.100 5)+葎草 (0.079 8)+透茎冷水花 (0.086 8)+白英Solanum lyratum(0.051 9)
        说明:括号中数值为重要值
    • 人为干扰引起的环境条件变化常常对林下植物的生长更新和分布产生制约,表现出在空间分布上的差异[19]。如图1所示:桉树人工林内D值从大到小依次为草本层、灌木层、乔木层,轻度干扰区、中度干扰区、重度干扰区;重度干扰区和中度干扰区乔木层D显著较低(P<0.05),重度干扰区乔木层H显著低于轻度干扰区(P<0.05),其余不同干扰程度下植物的物种多样性差异均不显著。人为干扰对乔木层物种多样性的影响较大,灌木层的物种样性水平仍较高。乔本层和草本层的DHH'在不同干扰区变化顺序表现一致,轻度干扰区最高,重度干扰区最低;乔木层和草本层Jsw在重度干扰区最低。不同干扰强度下,灌木层DHH'从大到小依次表现为中度干扰区、轻度干扰区、重度干扰区,中度干扰区最高,Jsw在中度干扰区最低,虽然中度干扰区物种数和株数最大,但分布均匀度最差。综合分析可知:重度干扰区植物各层次的物种多样性最低,优势物种最不突出,种群的空间分布均匀性较差,群落稳定性较差。

      图  1  不同干扰下桉树人工林群落各层次物种多样性指数

      Figure 1.  Species diversity of E. grandis plantation community in different levels of interference

    • 图2表明:乔木层蓄积量从大到小总体依次为中度干扰区、轻度干扰区、重度干扰区,受人为干扰的影响不显著,在中度干扰下表现出了较强的生产力。这符合竞争排斥原理,在有限资源的基础上种内种间竞争达到某种平衡,促使最大生物量的产生[5],也可能与中度干扰区混植有较大树龄的其他树种有关。灌木层生物量地上部分高于地下部分,灌木层生物总量、地上部分生物量和地下部分生物量从大到小均表现为轻度干扰区、中度干扰区、重度干扰区,可见,灌木层的生物量随着干扰强度的增加而减弱;灌木层在中度干扰下生物量处于中等水平,而物种多样性最高。草本层地上部分干质量均小于地下部分干质量,这应与多数草本植物的根部为肉质根、须根系发达有关,如铁线蕨和里白均有粗壮的根状茎;垂序商陆有肥大的纺锤状根茎;麦冬Ophiopogon japonicus根较粗,有膨大的小块根等。草本层生物总量、地上部分干质量和地下部分干质量从大到小排列均为轻度干扰、重度干扰、中度干扰,轻度干扰区的生物量最高,重度干扰区次之,中度干扰区最低,可能由于重度干扰区群落的优势物种突出,其繁衍力强,应对干扰环境而充分利用资源聚集生长,比中度干扰下产生更多的生物量。

      图  2  不同干扰下桉树人工林群落各层次生物量

      Figure 2.  Biomass of E. grandis plantation community in different levels of interference

    • 表3表明:乔木层D与草本层地上生物量、生物总量呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别是0.61和0.57;乔木层Jsw与整体群落生物量呈负相关;乔木层DHH'与灌木层生物量相关性极小。草本层地上生物量和生物总量受上层乔木的影响显著(P<0.05)。灌木层HH'Jsw与灌木层、草本层的生物量均成负相关;灌木层D与整体群落生物量相关性小,与乔木层蓄积量呈负相关。林内生物总量随灌木层物种多样性的增加呈减少趋势,灌木层物种多样性越大,数量繁多的优势种,抢占过多生存资源,可能会促使群落整体生物量的减少。草本层H'与草本层地上生物量、生物总量呈显著正相关(P<0.05),草本层Jsw与草本层生物总量呈显著正相关(P<0.05);草本层物种多样性与乔木层、灌木层的生物量无显著相关;草本层物种多样性与其生物量相关系数为0.35~0.59。草本层的物种多样性对自身生物量的影响明显,草本植物的均匀分布能够更充分利用林下资源,促使生物量的增长。

      表 3  桉树人工林下的物种多样性指数与生物量的相关系数

      Table 3.  Correlation between species diversity index and biomass of E. grandis plantation

      层次项目多样性指数
      乔木层灌木层草本层
      DHH'JSWDHH'JSWDHH'JSW
      乔木层森林蓄积量0.00−0.100.26−0.17−0.240.120.48−0.20−0.050.050.000.05
      灌木层地上生物量0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
      地下生物量0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
      生物总量 0.20−0.01−0.02−0.410.05−0.46−0.34−0.14−0.020.010.000.04
      草本层地上生物量0.61*0.350.37−0.340.14−0.32−0.16−0.280.400.530.59*0.55
      地下生物量0.440.200.21−0.370.00−0.54−0.29−0.350.350.460.440.49
      生物总量 0.57*0.300.31−0.390.08−0.46−0.24−0.340.410.530.56*0.56*
        说明:* 表示显著相关(P<0.05)
    • 本研究得出:随着人为干扰强度的加大,物种数呈递减趋势,这与郝建锋等[10]的研究结论较为一致。桉树人工林乔木层和草本层DHH'随干扰强度的增大而减少,与吕浩荣等[19]研究得出的风水林下木本植物DHH'随着人为干扰强度的增大而增加的结论相左,这可能与不同的气候环境、林分以及干扰强度的标准等因素有关。灌木层DHH'在中度干扰下达到最高,符合“中度干扰假说”[20],适度的人为干扰会增加物种多样性,加速林下乔木幼苗的生长更新,增加灌木层的物种多样性;利于喜光植物的侵入定居或外界活动对植物的带入,如干扰区多见分布的柑橘Citrus reticulata、柚C. maxima和枇杷Eriobotrya japonica等果树。重度干扰区的物种多样性水平最低,物种在群落中分布不均匀,群落稳定性差,对环境波动的缓冲功能减弱[1],生态系统容易遭受病虫害和极端天气的侵害。不同的干扰强度会使物种产生适应性进化,影响其组成与空间分布,适当的干扰会对林地产生增益性,而严重的干扰会对林地物种多样性乃至生态系统产生不利影响。

      桉树人工林下的物种多样性比其他树种的纯林和自然林(次生林)都弱,作为外来种短时期内不能在引种地形成完善的生态系统和生物多样性的生境,国内粗放的经营模式下,桉树林生物多样性减弱、地力衰退、生态环境恶劣[21]。虽然桉树本身对资源具有较大的竞争力,但研究区桉树人工林内的物种数仍较为可观[13],生态林下阳性树种少,中性树种居多。这可能与雨城区多雨、少日照的环境条件有关,中国桉树栽植区的雨量多在1 000 mm以上,降水的淋溶、稀释,都会减弱桉树化感作用,使其可以与绝大多数林下植物共生[14, 21];也可能与研究区本身物种丰富有关。桉树人工林下多分布适应性强的乡土树种和草本植物,其中石海椒喜石灰岩土壤,铁线蕨是钙质土指示植物,在研究区内均有分布,且在重度干扰区分布最广。人为干扰的加强可能加重林地土壤碱化程度,不利于植物生长发育。

      乔木层蓄积量受人为干扰的影响较小,灌木层和草本层生物量受人为干扰的影响较大,但差异均不显著,这可能与重度干扰区和中度干扰区的补植抚育和林下植物生长旺盛有关。林下植被遭受的干扰比乔木层更为直接频繁,所以灌木层和草本层遭受更大的干扰影响。生物量与物种多样性的关系主要表现为线性、单峰和没有显著关系[5]。本研究中草本层生物总量随乔木层物种丰富度、草本层物种多样性的增加而增加;灌木层生物总量随其物种多样性的增加而减少,关系不显著;乔木层相关关系不显著。这与高艳等[5]、王勇军等[22]、郑晓翾等[23] 等研究得出的线性关系和没有显著关系的结论相一致,符合在自然生态系统中,多样性和生产力的关系受到自然条件和人类活动干扰而改变,并没有固定关系的说法[24-25]。王勇军等[22]研究得出:灌木层生物总量随物种多样性的增加而增大,且关系显著。与本研究恰好相反,这可能与本研究区灌木处于人工林下,多样性的增加反而加大了物种间的竞争关系,导致灌木层生物总量的减少。森林生物量是研究和评价森林生态系统结构与功能过程最基本的参数,能反映生态系统功能的强弱[3]。研究区物种数低于雅安市境内马尾松Pinus massoniana人工林[25]的物种数;乔木层蓄积量与桉树林第 20 个轮伐期后的年均生长量相近[15]。对于速生丰产树种,这可能与本研究区日照偏少和林地类型有关。这种较低的物种多样性与植被生物量反映了桉树人工林较为脆弱的生态特性[22]

      轻度干扰区较接近半自然状态,林下物种丰富、分布均匀,群落结构较稳定,群落生物量和物种多样性水平优于干扰强度大的区域,能促进林地稳定和健康演变。所以因“树”制宜,减少人为干扰,筛选本地适应性强、有生态功能或珍贵的乡土树种进行地带性桉树人工混交林营造,利用自然力调控,实现桉树人工林的健康、持续发展。建议加强苍坪山桉树人工林的管理保护力度,限制林下游玩活动和樵采破坏行为以便于地被植物的恢复;减少抚育强度,对灌木层可适当割除,优化群落组成结构,促进林内生态系统修复,并积极发挥地方公益林主导功能。

参考文献 (25)

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