疫木采伐后自然恢复对马尾松次生林树种生态位及多样性的影响

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2024.05.010

林草资源研究 ›› 2024›› Issue (5): 86-95.doi: 10.13466/j.cnki.lczyyj.2024.05.010

疫木采伐后自然恢复对马尾松次生林树种生态位及多样性的影响

吴继来¹(), 毛阳骏²^,³^,⁴, 陈炎根¹, 胡澳²^,³^,⁴, 吴艳萍²^,³^,⁴, 史琰⁵, 王懿祥²^,³^,⁴()

1.杭州市临安区林业局,杭州 311300
2.浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室,杭州 311300
3.浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室,杭州 311300
4.浙江农林大学环境与资源学院,杭州 311300
5.浙江农林大学风景园林与建筑学院,杭州 311300

收稿日期:2024-08-30 修回日期:2024-09-30 出版日期:2024-10-28 发布日期:2025-04-18
通讯作者: 王懿祥,教授,博士生导师,主要研究方向为森林生态学、森林经理学。Email:wangyixiang@zafu.edu.cn
作者简介:吴继来,工程师,主要研究方向为森林资源培育。Email:267168537@qq.com
基金资助:
“十四五”国家重点研发计划项目“南方典型次生林全周期多功能经营技术研究”(2022YFD2200504);临安区农业与社会发展科研引导项目“松材线虫病干扰后的马尾松次生林碳汇计量及提升技术研究”(2022Y04);杭州西湖风景名胜区管委会科技发展计划项目“西湖山地公园景观更新与植物多样性保护协同应用研究”(2023-012)

The Impact of Natural Recovery of Diseased and Pest-infected Treescutting on the Niche and Diversity of Secondary Pinus massoniana Forests

WU Jilai¹(), MAO Yangjun²^,³^,⁴, CHEN Yangen¹, HU Ao²^,³^,⁴, WU Yanping²^,³^,⁴, SHI Yan⁵, WANG Yixiang²^,³^,⁴()

1. Forestry Bureau in Lin'an District,Hangzhou 311300,China
2. State Key Laboratory of Subtropical Silviculture,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,China
3. Key Laboratory of Carbon Cycling in Forest Ecosystems and Carbon Sequestration in Zhejiang Province,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,China
4. College of Environment and Resource,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,China
5. College of Landscape Architecture,Zhejiang A&F University,Hangzhou 311300,China

Received:2024-08-30 Revised:2024-09-30 Online:2024-10-28 Published:2025-04-18

摘要/Abstract

摘要： 探讨松材线虫病疫木采伐后自然恢复的马尾松林树种多样性与生态位特征,可为卫生伐后马尾松林分的经营管理提供参考。以未遭受松材线虫病危害的马尾松林为对照(CK),分别选设中度采伐恢复5 a(MT₅)、中度采伐恢复15 a(MT₁₅)、重度采伐恢复5 a(HT₅)和重度采伐恢复15 a(HT₁₅)的林分,探究不同采伐强度和自然恢复年限对马尾松林树种组成、生态位宽度、生态位重叠和多样性的影响。结果表明:1)与CK相比,疫木采伐后林分中的马尾松重要值、生态位宽度,以及马尾松与其他树种的生态位重叠均值总体下降;2)相同自然恢复年限下,马尾松的重要值、生态位宽度,以及马尾松与其他树种的生态位重叠均值随采伐强度的增大而降低,阔叶树重要值随采伐强度的增大而增大;3)相同采伐强度下,马尾松的重要值、生态位宽度和马尾松与其他树种的生态位重叠均值随自然恢复年限的增加而降低,阔叶树重要值随自然恢复年限的增加而增大;4)自然恢复15 a时,重度采伐后的马尾松次生林物种丰富度显著高于中度采伐的(P<0.05),而自然恢复5 a时差异不显著(P>0.05);5)相同采伐强度下,自然恢复15 a的马尾松次生林物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著高于自然恢复5 a的(P<0.05)。疫木采伐后自然恢复时间越长,马尾松重要值和生态位宽度越低,阔叶树重要值越高,马尾松与其他树种的生态位重叠越少,树种多样性越高,重度采伐相较于中度采伐更能加快这种演变。

关键词: 马尾松, 间伐, 自然恢复, 生物多样性, 生态位, 松材线虫病

Abstract:

This study investigates the biodiversity and niche dynamics in Pinus massoniana forests(PMF)following thinning of trees affected by pine wilt disease to facilitate natural restoration,we aim to provide a scientific basis for the management of PMF stands after sanitation cutting.Employing a PMF stand unaffected by pine wilt disease as the control(CK),the forest stands with moderate cutting and restoration for 5 years(MT₅),moderate cutting and restoration for 15 years(MT₁₅),heavy cutting and restoration for 5 years(HT₅),and heavy cutting and restoration for 15 years(HT₁₅)were selected respectively assess how varying degrees of thinning and periods of natural restoration influence species composition,niche width,niche overlap,and biodiversity of PMF.1)Compared with CK,the important value of P.massoniana,niche width,and the average niche overlap between P.massoniana and other tree species in the forest stands after the cutting of epidemic wood generally decreased.2)Under the same natural restoration duration,the average important value of P.massoniana,niche width,and the average niche overlap between P.massoniana and other tree species decreased with increasing cutting intensity,and the important value of broad-leaved trees increased with increasing cutting intensity.3)Under the same cutting intensity,the average important value of P.massoniana,niche width,and the average niche overlap between P.massoniana and other tree species decreased with increasing natural restoration years,and the important value of broad-leaved trees increased with increasing natural restoration years.4)When the natural restoration lasted for 15 years,the species richness of the secondary forest of P.massoniana after heavy cutting was significantly higher than that after moderate cutting(P<0.05),while the difference was not significant when the natural restoration lasted for 5 years(P>0.05).5)Under the same cutting intensity,the species richness,Shannon-Wiener index,and Simpson index of the secondary forest of P.massoniana with natural restoration for 15 years were significantly higher than those with natural restoration for 5 years(P<0.05).Following thinning of P.massoniana,extended periods of natural restoration correlate with reduced significance and niche breadth of P.massoniana,alongside an increase in the significance of broad-leaved species.Additionally,the niche overlap between P.massoniana and other tree species decreases,resulting in higher species diversity.Intense thinning accelerates these ecological transitions more effectively than moderate thinning.

Key words: Pinus massoniana, thinning, natural restoration, biodiversity, niche, pine wilt disease

中图分类号:

S718.5

吴继来, 毛阳骏, 陈炎根, 胡澳, 吴艳萍, 史琰, 王懿祥. 疫木采伐后自然恢复对马尾松次生林树种生态位及多样性的影响[J]. 林草资源研究, 2024,(5): 86-95.

WU Jilai, MAO Yangjun, CHEN Yangen, HU Ao, WU Yanping, SHI Yan, WANG Yixiang. The Impact of Natural Recovery of Diseased and Pest-infected Treescutting on the Niche and Diversity of Secondary Pinus massoniana Forests[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2024,(5): 86-95.

图/表 6

表1

表2

表3

表4

图1

表5

参考文献 42

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处理	累积株数采伐强度	自然恢复年限/a	郁闭度	主要乔木树种	平均胸径/cm
CK	未采伐		0.7	马尾松、青冈、枫香树等	17.03±0.93
MT₅	30%~40%,中度采伐	5	0.6	马尾松、木荷、青冈等	19.20±1.40
HT₅	60%~80%,重度采伐	5	0.5	木荷、马尾松、青冈等	17.68±0.70
MT₁₅	30%~40%,中度采伐	15	0.7	马尾松、青冈、苦槠等	12.05±1.59
HT₁₅	60%~80%,重度采伐	15	0.7	杉木、青冈、女贞等	9.87±0.67

树种		重要值
树种		CK	MT₅	HT₅	MT₁₅	HT₁₅
针叶树	马尾松(Pinus massoniana)	40.02⁽¹⁾	60.74⁽¹⁾	26.95⁽²⁾	29.50⁽¹⁾	1.31⁽¹³⁾
	杉木(Cunninghamia lanceolata)		3.52⁽⁵⁾	3.90⁽⁴⁾	6.09⁽⁶⁾	28.68⁽¹⁾
	合计	40.02	64.26	30.85	35.59	29.99
阔叶树	青冈(Quercus glauca)	27.77⁽²⁾	6.17⁽³⁾	4.00⁽³⁾	18.80⁽²⁾	12.04⁽²⁾
	木荷(Schima superba)		19.09⁽²⁾	61.28⁽¹⁾	4.70⁽⁷⁾	7.05⁽⁶⁾
	油茶(Camellia oleifera)	3.19⁽⁵⁾	3.21⁽⁶⁾		8.55⁽⁵⁾	7.59⁽⁵⁾
	檵木(Loropetalum chinense)		3.01⁽⁷⁾	3.87⁽⁵⁾		2.71⁽¹⁰⁾
	枫香树(Liquidambar formosana)	25.71⁽³⁾				8.74⁽⁴⁾
	苦槠(Castanopsis sclerophylla)				15.47⁽³⁾	6.48⁽⁷⁾
	女贞(Ligustrum lucidum)				13.18⁽⁴⁾	9.79⁽³⁾
	棕榈(Trachycarpus fortunei)	3.31⁽⁴⁾
	山矾(Symplocos sumuntia)		4.26⁽⁴⁾
	白栎(Quercus fabri)				3.71⁽⁸⁾
	豹皮樟(Litsea coreana var.sinensis)					5.45⁽⁸⁾
	黄檀(Dalbergia hupeana)					2.89⁽⁹⁾
	灯台树(Cornus controversa)					2.54⁽¹¹⁾
	梾木(Cornus macrophylla)					2.45⁽¹²⁾
	盐麸木(Rhus chinensis)					1.16⁽¹⁴⁾
	三角槭(Acer buergerianum)					1.12⁽¹⁵⁾
	合计	59.98	35.74	69.15	64.41	70.01

树种		生态位宽度(B_L)
树种		CK	MT₅	HT₅	MT₁₅	HT₁₅
针叶树	马尾松(Pinus massoniana)	3.816	2.999	1.936	2.990	1.000
	杉木(Cunninghamia lanceolata)		1.000	1.000	1.690	2.728
阔叶树	青冈(Quercus glauca)	2.827	1.748	1.000	2.510	1.615
	木荷(Schima superba)		2.885	2.920	1.000	1.766
	油茶(Camellia oleifera)	1.000	1.000		2.179	2.837
	檵木(Loropetalum chinense)		1.000	1.000		1.732
	枫香树(Liquidambar formosana)	2.898				1.596
	苦槠(Castanopsis sclerophylla)				2.918	2.472
	女贞(Ligustrum lucidum)				1.855	2.184
	棕榈(Trachycarpus fortunei)	1.000
	山矾(Symplocos sumuntia)		1.000
	白栎(Quercus fabri)				1.000
	豹皮樟(Litsea coreana var.sinensis)					1.000
	黄檀(Dalbergia hupeana)					1.000
	灯台树(Cornus controversa)					1.000
	梾木(Cornus macrophylla)					1.000
	盐麸木(Rhus chinensis)					1.000
	三角槭(Acer buergerianum)					1.000

树种		与马尾松的生态位重叠
树种		CK	MT₅	HT₅	MT₁₅	HT₁₅
针叶树	杉木(Cunninghamia lanceolata)		0.593	0.888	0.616	0.536
阔叶树	青冈(Quercus glauca)	0.896	0.828	0.937	0.879	0.000
	木荷(Schima superba)		0.983	0.671	0.476	0.926
	油茶(Camellia oleifera)	0.406	0.593		0.796	0.388
	檵木(Loropetalum chinense)		0.566	0.046		0.000
	枫香树(Liquidambar formosana)	0.995				0.314
	苦槠(Castanopsis sclerophylla)				0.931	0.489
	女贞(Ligustrum lucidum)				0.639	0.912
	棕榈(Trachycarpus fortunei)	0.729
	山矾(Symplocos sumuntia)		0.572
	白栎(Quercus fabri)				0.476
	豹皮樟(Litsea coreana var.sinensis)					0.000
	黄檀(Dalbergia hupeana)					0.000
	灯台树(Cornus controversa)					0.000
	梾木(Cornus macrophylla)					1.000
	盐麸木(Rhus chinensis)					1.000
	三角槭(Acer buergerianum)					1.000

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因素	物种丰富度(S)	Shannon-Wiener多样性指数(H')	Simpson优势度指数(D)	Pielou均匀度指数(J)
采伐强度	*	ns	ns	ns
自然恢复年限	**	**	**	ns
采伐强度×自然恢复年限	**	ns	ns	ns

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