凉水自然保护区3种森林类型的植物组成和林分结构特征

【目的】探讨凉水自然保护区3类森林的植物组成和林分结构特征,以期为小兴安岭保护区科学管理及经营天然次生林提供基础支撑。【方法】以存在小兴安岭核心区的凉水国家自然保护区及周边的典型针阔混交林、阔叶林和针叶林3类森林为对象,详细调查乔木层(80块30 m×30 m样地)、灌木层(160块5 m×5 m样地)和草本层(160块1 m×1 m样地)的林分结构特征(树高、胸径、枝下高、冠幅、灌高、灌木直径、灌木盖度、草本株高、乔灌草密度等),分析种类组成并计算物种丰富度指数、多样性指数(Shannon-wiener及Simpson指数)和均匀度指数(Pielou和Alatalo指数),并采用方差分析、冗余分析(RDA)探究林分间的差异。【结果】3类森林有乔木28~30种、灌木22~25种、草本78~90种,其乔、灌、草植物种类差异明显,阔叶树种以白桦最多,针叶树种以兴安落叶松最多,灌木最多的是毛榛子,草本以蚊子草和小叶芹最多;针阔混交林的丰富度指数、多样性指数总体上高于针叶林和阔叶林,而阔叶林的均匀度高于其他2个森林类型;同一森林类型的多样性指数和丰富度指数均表现为草本层>乔木层>灌木层;3种森林类型中灌木层的均匀度高于其他层;从结构特征来看,树高和胸径平均为14和18 cm,树高和枝下高表现为针叶林>针阔混交林>阔叶林,灌木层冠幅表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林,草本层每个种的平均多度与盖度表现为针叶林显著(P<0.05)高于针阔混交林;冗余排序分析表明,阔叶林和针叶林的多样性特征差异主要由草本层特征解释,而针阔叶混交林则主要受乔木层结构特征影响,其中阔叶林草本植物的多度、密度和株高等可解释48.4%~62.1%的多样性差异,针叶林可解释30.5%~44.3%;针阔混交林中显著影响多样性的林分特征表现为灌木地径>乔木枝下高>草本株高>乔木胸径,合计分析乔木层、灌木层的特征能解释多样性差异的38.8%~40.1%和27.4%~50.7%。【结论】凉水自然保护区乔木优势种以先锋树种白桦和兴安落叶松等为主,个体较小,尚需更长时间保护才能恢复为高质量森林资源;草本层的植物多样性最高,在多样性保护中需关注;植物多样性能在林分结构恢复中得以协同提升,但不同森林类型差异明显,如针阔叶混交林调控乔木枝下高和灌木密度等更有效,而针叶林和阔叶则是调控草本密度或改善草本生长环境才能更有效改善植物多样性。