Sự khác biệt về đa dạng loài thực vật giữa rừng thông (Pinus tabulaeformis) trồng và rừng tự nhiên ở giữa cao nguyên Loess

Pleiades Publishing Ltd - Tập 40 - Trang 501-509 - 2009
Renyan Duan1,2, Chao Wang3, Xiao-an Wang1, Zhihong Zhu1, Hua Guo1
1College of Life Science, Shaanxi Normal University, Xi’an, China
2The Life Science Department of Anqing Teachers College, Anqing, China
3HIT Environmental Co., Harbin Institue of Technolog, Harbin, China

Tóm tắt

Chúng tôi đã so sánh sự khác biệt về đa dạng loài thực vật giữa các đồn điền thông (Pinus tabulaeformis) và các rừng tự nhiên thứ sinh ở giữa cao nguyên Loess. Mục tiêu của nghiên cứu là xét nghiệm sự khác biệt trong ảnh hưởng của sự phát triển của quần thể đến đa dạng loài và sự phản ứng của các loài với những thay đổi giữa các loại rừng và giữa các tầng rừng. Để làm rõ những ảnh hưởng của sự khác biệt trong quản lý rừng, chúng tôi đã nhấn mạnh các kiểu chức năng của các loài thực vật xuất hiện trong mỗi loại rừng. Kết quả như sau: (1) Chỉ số H′ và S của tầng cây thấp hơn đáng kể ở rừng thông tự nhiên so với rừng thông già và rừng thứ sinh, nhưng không khác biệt so với rừng thông trung niên. Chỉ số H′ và S của tầng bụi thấp hơn đáng kể ở rừng thông trung niên so với các loại rừng khác. H′ của tầng thảo không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa bốn loại rừng. Chỉ số đồng đều (J′) của tầng cây của rừng thông trung niên thấp hơn so với các cộng đồng rừng khác và J′ của tầng bụi cao nhất mặc dù độ phong phú của tầng bụi thấp hơn ở các loại rừng khác. (2) Phân tích chỉ số đa dạng β cũng chỉ ra sự khác biệt lớn giữa các đồn điền thông và rừng tự nhiên. Mặc dù các loài tầng cây tương tự nhau trong rừng thông cũ và rừng thông tự nhiên, nhưng chúng khác biệt lớn giữa rừng thông tự nhiên và rừng thứ sinh. Thành phần loài thực vật trong tầng bụi của rừng thông tự nhiên và rừng thứ sinh khác biệt đáng kể so với những gì trong các ô đồn điền và rừng thứ sinh. Các loài cây rất ít phổ biến trong các đồn điền hơn là trong rừng không sử dụng lại. Thành phần loài trong tầng thảo của các loại rừng khác nhau tương tự nhau. (3) Quản lý các đồn điền P. tabulaeformis thay đổi đáng kể thành phần loài thực vật; số lượng loài cây cao trung bình tăng lên trong rừng thông già, đặc biệt là các loài được phát tán bởi động vật. Quản lý đồn điền dường như ảnh hưởng đến các quá trình sinh thái thông qua việc phát tán hạt giống. Từ góc độ quản lý, sự thay đổi trong cấu trúc và thành phần của tán rừng trong các đồn điền có thể ảnh hưởng đến hành vi của các loài phát tán và sự tái sinh.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Alca’ntara, J.M., Rey, P.J., Velera, F., et al., Factors Shaping the Seed Fall Pattern of a Bird-Dispersed Plant, Ecology, 2000, vol. 81, pp. 1937–1950. Amezaga, I. and Onaindia, M., The Effect of Evergreen and Deciduous Coniferous Plantations on the Field Layer and Seed Bank of Native Woodlands, Ecography, 1997, vol. 20, pp. 308–318. Beese, W.J. and Bryant, A.A., Effect of Alternative Silvicultural Systems on Vegetation and Bird Communities in Coastal Mountain Forests of British Columbia, Canada, For. Ecol. Manag., 1999, vol. 115, pp. 231–242. Bhuju, D.R. and Ohsawa, M., Species Dynamics and Colonization Patterns in an Abandoned Forest in an Urban Landscape, Ecol. Res., 1999, vol. 14, pp. 139–153. Bossuyt, B. and Hermy, M., Restoration of the Understorey Layer of Recent Forest Bordering Ancient Forest, Appl. Veg. Sci., 2000, vol. 3, pp. 43–50. Bossuyt, B., Hermy, M., and Deckers, J., Migration of Herbaceous Plant Species across Ancient—Recent Forest Ecotones in Central Belgium, J. Ecol., 1999, vol. 87, pp. 628–638. Brunet, J., Falkengren-Grerup, U., and Tyler, G., Herb Layer Vegetation of South Swedish Beech and Oak Forests: Effects of Management and Soil Acidity during One Decade, For. Ecol. Manag., 1996, vol. 88, pp. 259–272. Decocq, G., The ‘Masking Effect’ of Silviculture on Substrate-Induced Plant Diversity in Oak-Hornbeam Forests from Northern France, Biodiv. Conserv., 2000, vol. 9, pp. 1467–1491. Díaz, S. and Cabido, M., Plant Functional Types and Ecosystem Function in Relation to Global Change, J. Veg. Sci., 1997, vol. 8, pp. 463–474. Díaz, M., Carbonell, R., Santos, T., et al., Breeding Bird Communities in Pine Plantations of the Spanish Plateaux: Biogeography, Landscape, and Vegetation Effects, J. Appl. Ecol., 1998, vol. 35, pp. 562–574. Dibble, A.C., Brissette, J.C., and Hunter, J.M., Jr., Putting Community Data to Work: Some Understory Plants Indicate Red Spruce Regeneration Habitat, For. Ecol. Manag., 1999, vol. 115, pp. 275–291. Dzwonko, Z. and Loster, S., Species Richness and Seed Dispersal to Secondary Woods in Southern Poland, J. Biogeo., 1992, vol. 19, pp. 195–204. Fahy, O. and Gormally, M., A Comparison of Plant and Carabid Beetle Communities in an Irish Oak Woodland with a Nearby Conifer Plantation and Clearfelled Site, For. Ecol. Manag., 1998, vol. 110, pp. 263–273. Fan, W.Y., Wang, X.A., and Guo, H., Analysis of Plant Community Succession Series in Ziwuling Area on the Loess Plateau, Acta Ecol. Sinica, 2006, vol. 26, pp. 706–714. Fang, W. and Peng, S.L., Development of Species Diversity in the Restoration Process of Establishing a Tropical Man-Made Forest Ecosystem in China, For. Ecol. Manag., 1997, vol. 99, pp. 185–196. Fukamachi, K., Iida, S., and Nakashizuka, T., Landscape Patterns and Plant Species Diversity of Forest Reserves inthe Kanto Region, Japan, Vegetatio, 1996, vol. 124, pp. 107–114. Garcia, S., Finch, D.M., and León, G.C., Patterns of Forest Use and Endemism in Resident Bird Communities of North-Central Michoacan, Mexico, For. Ecol. Manag., 1998, vol. 110, pp. 151–171 Gjerde, I. and Sætersdal, M., Effects on Avian Diversity of Introducing Spruce (Picea spp.) Plantations in the Native Pine (Pinus sylvestris) Forests of Western Norway, Biol. Conserv., 1997, vol. 79, pp. 241–250. Goebel, P.C. and Hix, D.M., Changes in the Composition and Structure of Mixed Oak, Second-Growth Forest Eco-systems during the Understory Reinitiation Stage of Stand Development, Ecoscience, 1997, vol. 4, pp. 327–339. Halpern, C.B. and Spies, T.A., Plant Species Diversity in Natural and Managed Forests of the Pacific Northwest, Ecol. Appl., 1995, vol. 5, pp. 913–934. Hansen, A.J., Spies, T.A., Swanson, F.J., et al., Conserving Biodiversity in Managed Forests, BioScience, 1991, vol. 41, pp. 382–392. Harvey, C.A., Colonization of Agricultural Windbreaks by Forest Trees: Effects of Connectivity and Remnant Trees, Ecol. Appl., 2000, vol. 10, pp. 1762–1773. HemiView, User Manual (Version 21), DELTAT Devices Ltd., 1998. Iida, S. and Nakashizuka, T., Forest Fragmentation and Its Effect on Species Diversity in Sub-Urban Coppice Forests in Japan, For. Ecol. Manag., 1995, vol. 73, pp. 197–210. Ito, S., Nakayama, R., and Buckley, G.P., Effects of Previous Land-Use on Plant Species Diversity in Semi-Natural and Plantation Forests in a Warm-Temperate Region in Southeastern Kyushu, Japan, For. Ecol. Manag., 2004, vol. 196, pp. 213–225. Jiang, Y., Kang, M.Y., Gao, Q.Z., et al., Impact of Land Use on Plant Biodiversity and Measures for Biodiversity Conservation in the Loess Plateau In China: A Case Study in a Hilly-Gully Region of the Northern Loess Plateau, Biodiv. Conserv., 2003, vol. 12, pp. 2121–2133. Kollmann, J. and Schneider, B., Landscape Structure and Diversity of Fleshy Fruited Species at Forest Edges, Plant Ecol., 1999, vol. 144, pp. 37–48. Liu, T.S., Loess and Its Environment, Beijing: Science Press, 1985. MacKinnon, J. and Xie, Y., Restoring China’s Degraded Environment: The Role of Natural Vegetation, China Forestry Publ., 2001. Magurran, A.E., Measuring Biological Diversity, Oxford: Blackwell, 2004. Maintaining Biodiversity in Forest Ecosystems, Hunter, M.L., Jr., Ed., Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999. Marby, C., Ackerly, D., and Gerhard, F., Landscape and Species Level Distribution of Morphological and Life History Traits in a Temperate Woodland Flora, J. Veg. Sci., 2000, vol. 11, pp. 213–224. McClanahan, T.R. and Wolfe, R.W., Accelerating Forest Succession in a Fragmented Landscape: The Role of Birds and Perches, Conserv. Biol., 1993, vol. 7, pp. 279–288. McLachlan, S.M. and Bazely, D.R., Recovery Patterns of Understory Herbs and Their Use As Indicators of Deciduous Forest Regeneration, Conserv. Biol., 2001, vol. 15, pp. 98–110. Michelsen, A., Lisanework, N., Friis, I., et al., Comparisons of Understorey Vegetation and Soil Fertility in Plantations and Adjacent Natural Forests in the Ethiopian Highlands, J. Appl. Ecol., 1996, vol. 33, pp. 627–642. Moore, S.E. and Allen, E.L., Plantation Forestry, in Maintaining Biodiversity in Forest Ecosystems, Hunter, M.L., Jr., Ed., Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999, pp. 400–433. Motzkin, G., Wilson, P., Foster, D.R., et al., Vegetation Patterns in Heterogeneous Landscapes: The Importance of History and Environment, J. Veg. Sci., 1999, vol. 10, pp. 903–920. Nagaike, T., Differences in Plant Species Diversity between Conifer (Larix kaempferi) Plantations and Broad-Leaved (Quercus crispula) Secondary Forests in Central Japan, For. Ecol. Manag., 2002, vol. 168, pp. 111–123. Nagaike, T., Kamitani, T., and Nakashizuka, T., The Effect of Shelterwood Logging on the Diversity of Plant Species in a Beech (Fagus crenata) Forest in Japan, For. Ecol. Manag., 1999, vol. 118, pp. 161–171. Nagaike, T., Kamitani, T., and Nakashizuka, T., Plant Species Diversity in Abandoned Coppice Forests in a Temperate Deciduous Forest Area of Central Japan, Plant Ecol., 2003a, vol. 166, pp. 145–156. Nagaike, T., Hayashi, A., Abe, M., et al., Differences in Plant Species Diversity in Larix kaempferi Plantations of Different Ages in Central Japan, For. Ecol. Manag., 2003b, vol. 183, pp. 177–193. Nagaike, T., Hayashi, A., Kubo, M., et al., Plant Species Diversity in a Managed Forest Landscape Composed of Larix kaempferi Plantations and Abandoned Coppice Forests in Central Japan, For. Sci., 2006, vol. 52, pp. 324–332. Oliver, C.D. and Larsen, B.C., Forest Stand Dynamics Update, New York: Wiley, 1996. Parrotta, J.A., Influence of Overstory Composition on Understory Colonization by Native Species in Plantations on a Degraded Tropical Site, J. Veg. Sci., 1995, vol. 6, pp. 627–636. Parrotta, J.A., Knowles, O.H., and Wunderle, J.M., Jr., Development of Floristic Diversity in 10-Year-Old Restoration Forests on a Bauxite Mined Site in Amazonia, For. Ecol. Manag., 1997, vol. 99, pp. 21–42 Peterken, G.F. and Game, M., Historical Factors Affecting the Number and Distribution of Vascular Plant Species in the Woodlands of Central Lincolnshire, J. Ecol., 1984, vol. 72, pp. 155–182. Pinard, M.A., Putz, F.E., Rumiz, D., et al. Ecological Characterizations of Tree Species for Guiding Forest Management Decisions in Seasonally Dry Forests in Lomerio, Bolivia, For. Ecol. Manag., 1999, vol. 113, pp. 201–213. Qian, H., Klinka, K., and Sivak, B., Diversity of the Understory Vascular Vegetation in 40-Year-Old and Old-Growth Forest Stands on Vancouver Island, British Columbia, J. Veg. Sci., 1997, vol. 8, pp. 773–780. Ruben, J.A., Bolger, D.T., Peart, D.R., et al., Understory Herb Assemblages 25 and 60 Years after Clear Cutting of a Northern Hardwood Forest, USA, Biol. Conserv., 1999, vol. 90, pp. 203–215. Schoonmaker, P. and McKee, A., Species Composition and Diversity during Secondary Succession of Coniferous Forests in the Western Cascade Mountains of Oregon, For. Sci., 1988, vol. 34, pp. 960–979. Stapanian, M.A. and Cassell, D.L., Regional Frequencies of Tree Species Associated with Anthoropogenic Disturbances in Three Forest Types, For. Ecol. Manag., 1999, vol. 117, pp. 241–252. Swindel, B.F., Conde, L.F., and Smith, J.E., Successional Changes in Pinus elliottii Plantations Following Two Treatments, Can. J. For. Res., 1986, vol. 16, pp. 630–636. Weiher, E., Vander, W.A., Thompson, K., et al., Challenging the Ophrastus, a Common Core List of Plant Traits for Functional Ecology, J. Veg. Sci., 1999, vol. 10, pp. 609–620. Westby, M., A Leaf-Height-Seed (LHS) Plant Ecology Strategy Scheme, Plant Soil, 1998, vol. 199, pp. 213–227. Willson, M.F. and Crome, F.H.J., Patterns of Seed Rain at the Edge of a Tropical Queensland Rain Forest, J. Trop. Ecol., 1989, vol. 5, pp. 301–308. Wunderle, J.M., Jr., The Role of Animal Seed Dispersal in Accelerating Native Forest Regeneration on Degraded Tropical Lands, For. Ecol. Manag., 1997, vol. 99, pp. 223–235. Zhang, J.T., Succession Analysis of Plant Communities in Abandoned Croplands in the Eastern Loess Plateau of China, J. Arid Environ., 2005, vol. 63, pp. 458–474. Zhang, T.Z., Contention of Key Issues in China’s Loess Plateau, China, Beijing: China Environmental Sci. Press, 1993.