生物多样性保护及其利用，是沿海地区可持续发展的生态基础。由于沿海地区人口密度较大，人为干扰对海岸原生植被的破坏较为严重，加强海岸带的生物多样性保护，对于沿海地区的生态稳定和森林可持续经营至关重要。研究表明，沿海防护林对生物多样性具有一定的保育作用，通过在沿海地区建立湿地、森林和野生动物类型自然保护区，营造多树种混交林、复层林，有效地保护了生物多样性。
许景伟等调查了山东省胶南市环海林场和日照市大沙洼林场的海防林群落，考察不同海防林群落的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数等的变化。胶南市和日照市的主要海防林群落基本情况见表7-25、表7-26。
表7-25 日照市大沙洼林场主要群落基本情况
样地号
类型
平均高度（m）
平均胸径（cm）
郁闭度
土壤类型
1
水杉纯林
28.61
27.68
0.9
沙土
2
黑杨类纯林
23.70
19.02
0.9
沙土
3
黑松纯林
8.56
16.48
0.6
棕壤
4
黑松纯林
7.77
10.56
0.3
沙土
5
黑松纯林
8.42
14.1
0.3
沙土
6
黑松纯林
9.02
15.1
0.2
沙土
7
黑松+麻栎
12.03
3.29
0.4
沙土
8
黑松+火炬松+旱柳
9.55
10.3
0.4
沙壤
表7-26 胶南市环海林场主要群落基本情况
样地号
群落类型
平均高度（m）
郁闭度（或盖度）（%）
海拔高度（m）
土壤类型
1
草甸
0.60*
55
2
沙壤
2
黑松纯林
3.50
70
300
棕壤
3
板栗林
8.00
90
260
棕壤
4
刺槐林
6.00
85
270
棕壤
5
草甸
0.25
30
4.5
沙壤
6
草甸
0.55
80
3.5
沙壤
7
黑松残次林
2.50
20
3.0
沙壤
8
刺槐林
1.50
80
3.5
沙壤
9
撂荒地
0.40
20
2.5
沙壤
10
紫穗槐林
0.25
90
3.0
沙壤
11
黑松纯林
4.50
80
7.5
沙壤
12
火炬松+白蜡
3.50
70
9.0
沙壤
13
火炬松+白蜡
5.00
85
180
棕壤
（一）丰富度指数
物种丰富度（richness）即群落内的物种数，是群落内物种多样性最直观的测度指标。日照市和胶南市的群落内物种丰富度的共同特点是草本层>灌木层>乔木层。其中各群落间乔木层和灌木层的物种丰富度指数较低说明各群落丰富度指数的差异主要取决于草本植物的物种数目。从总的丰富度指数来看，阔叶林的丰富度指数大于针叶林的丰富度指数，纯林的大于混交林的。
日照市海防林中混交林（样地7、8）的丰富度指数要明显高于纯林的丰富度指数（图7-6）样地7和样地8乔木的丰富度指数S分别为2和3外，其他样地均为纯林，其他乔木种尚未侵入到主林层。就灌木而言，样地2的S指数为5，样地3为3，而样地1为0，其余仅1种，这是由于样地1水杉林分生长良好，胸径20~30cm，林分密度过大，郁闭度95%，林下偶见野蔷薇。草本植物中，样地2的S值最大，样地6的最小，其差异值为14.主要原因为样地2位于林海宾馆池杉林南侧，无人为干扰，且是4m间隔的台地造林，局部地段水湿，该样地的密度、均匀度、郁闭度适中，草本植物芦苇、鸡肠子草、苔草、蟋蟀草等为主，所以其S指数较高；而样地b为黑松刚松林，上层黑松经间伐后郁闭度降为0.2，但下层人工更新的刚松的密度极大，平均年龄为10年，郁闭度高达0.70，光照不足，所以草本植物较少，S指数较小。
胶南市海防林乔木绝大部分是由1种或2种优势种组成，林分类型较单一（图7-7）。乔木中只有黑松、刺槐、火炬松和白蜡较适合沿海地区生长，灌木中只有紫穗槐生长良好，这主要是由于沿海地区的特殊地理位置和恶劣的气候因素及土壤类型决定的。在总的丰富度指标中，草本起主要作用。草本的丰富度指数在6~17，集中在10~16，丰富度较大；乔木的丰富度指数在0~5，集中在1~2，说明乔木样地中林分类型较单纯；灌木的丰富度指数是0~7，集中在0~1，说明灌木中优势种比较明显。样地2、3和4中植物的丰富度的大小顺序是草本>乔木>灌木，且大于其他样地，这是因为这3块样地设置在保护比较好的同一座山上。在沿海地区，由于其所处的环境与内陆不同，乔木、灌木很难生长，只有少数的几个乡土树种适应当地的环境可以生长，即便已经引种成功的树种其生长状况不如内陆生长的好。
图7-6 日照市海防林群落丰富度指数在群落梯度上的分布
图7-7 胶南市海防林群落丰富度指数在群落梯度上的分布
（二）多样性指数
群落中生物种类多，代表了该群落的复杂程度高。沙质海岸的多样性指数不高，其变化趋势基本一致，都表现为：草本>灌木>乔木，表明在沿海地区物种的多样性主要是由草本起作用。日照市各个群落中总的多样性指数从大到小排列顺序为：样地2>样地8>样地7>样地3>样地4>样地1>样地5>样地6，与前面分析的丰富度指数大小相吻合。在所测定样地的乔木中，样地7和样地8较其他的样地高，其他样地的D和H多样性指数均为0，这是因为除了样地7和样地8为混交林外，其他的样地均为纯林。就灌木来说，由于样地2和样地3的密度、郁闭度适中，林下采光良好，所以这两样地的D、H指数比其他样地高出56%；而草本植物，D、H曲线均为S形，差异性很大。
胶南市3号样地的Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别是0.86和3.12，最低的是10号样地，其数值分别是0.135和0.538。主要原因是3号样地土壤肥厚，干扰因素少，植被自然更新和生长良好，而10号样地是撂荒地，土壤贫瘠。样地2、3和4的多样性指数相比较：样地3>样地4>样地2，即它们的Simpson指数和Shannon-Wiener指数也是随海拔的增高而减少，说明在山地海拔高度的变化是决定群落物种多样性的主导因子（图7-9）。灌木多样性指数最高的也是3号样地。其Simpson指数值是0.798 ，最小为0（即仅有1个种或无）；乔木多样性指数最大的是12号样地，其Simpson指数值是0.762，最小为0（即仅有1个种或无），Shannon-Wiener指数值是2.178，最小的是0。
图7-8 Shannon-Wiener 指数在不同群落类型上的分布
图7-9 Simpson 指数在不同群落类型上的分布
（三）物种均匀度
均匀度是种间个体数的分配，当所有种的个体数均相等的时候，种的均匀度最大。图7-10和图7-11表现了胶南市不同生长型Alatalo均匀度指数Eu的变化。从草本层均匀度指数来看，草本群落的要好于人工林，由于草地受人类活动影响较小，多是自然竞争形成的格局，均匀度在样地间差别不大。换言之，样地间乔木层和灌木层均匀度的差异远大于草本层。由于Pielou均匀度指数Jsw在群落类型上的分布趋势和Alatalo均匀度的分布一致，所以其结论和上述一致。
图7-10 均匀度指数Eu在不同群落类型的分布
图7-11 均匀度指数Jsw在不同群落类型的分布
群落中更新树种频率的高低一般取决于各种植物生态学特性和生境的一致性程度。从日照市的更新情况可以看出，在所研究的8个群落样地中，有5个群落的更新频度在50%以上，但是调查中发现，天然更新的比重较小，实生苗仅见黑松、麻栎和刺槐，而且比例较小。该地区的绝大多数群落的更新为人工更新（表7-27），样地6更新的频度最大达70%，这是由于样地6为黑松林，生长严重衰弱，经过间伐，树干下部的枝叶已大部分干死，其郁闭度仅为0.2。上层稀疏的乔木层有利于下层更新树种的生长，森林公园已连续几年对其人工更新，主要树种为黑松、刚松、黑杨类和麻栎，长势较好且保存率较高。
表7-27 日照市大沙洼林场群落的更新情况
样地编号
更新情况
种类
个体数
频度（%）
分布格局
1
无
-
-
-
2
刺槐
2
20.0
均匀分布
槐树
1
合欢
3
3
刺槐
12
55.1
随机分布
杜梨
3
黑松
3
4
麻栎
12
56.7
集群分布
合欢
13
黑松
11
5
黑松
8
26.7
均匀分布
6
刚松
12
70.0
随机分布
黑松
8
麻栎
9
杨树
1
7
黑松
11
50.0
随机分布
麻栎
4
刺槐
2
8
旱柳
3
66.7
随机分布
黑松
10
火炬松
11
桃
2
样地6中更新数目最多的为刚松，其次为麻栎和黑松，这3个树种都是比较适合在沿海地区生长的树种，因此样地6很可能在未来的几年内逐渐由黑松纯林发展成为混交林。样地1（水杉林）虽然其林龄达35年，但其自然整枝良好，长势较好，郁闭度达90%，所以并没有对其进行人工更新，由于林下过度阴湿，不适合其他树种的更新，其更新频度为0。样地2（杂交杨林）更新频度较低，只有20%，这是由于该群落的郁闭度较高，达90%，不利于更新树种的生长。
就分布格局来看，更新频度在50%以上的样地中，除样地4为集群分布外，其余的都为随机分布。这是受人为旅游及地形等因素的影响所致。因此，仍需要加强人工更新管理。更新频度在50%以上的3个样地中，除更新频度为0的样地1外，其余两个样地的分布格局都为均匀分布。由于样地2和样地5的更新频度分别为20%和26.7% ，更新状况不佳，对此要加人工更新管理，以促进群落更新。
胶南市海防林样地1号和样地11号的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数差异不明显，而它们的风速表现出了草甸的要大于黑松纯林的，平均大64%，说明黑松纯林提高了防护效能（表7-28）；其相对湿度的变化差异不明显，这主要是受海洋性气候影响有关、从样地11号和样地12号测试结果还可以看出：群落降低风速和提高相对湿度的作用均为火炬松×白蜡混交林>黑松纯林>空旷地。这表明植物群落物种多样性能够影响群落小气候。
表7-28 胶南市环海林场各样地风速和相对湿度变化
日期
测定指标
样地号
8：00
10：00
12：00
14：00
16：00
18：00
8月9日
风速（m/s）
1
2.1
3.5
1.5
1.3
2.86
3.66
11
0.9
0.9
0.6
0.2
1.3
1.0
相对湿度
1
62
57
54
63
42
54
11
65
57
51
57
41
53
8月10日
风速（m/s）
0
4.5
3.9
3.7
3.1
2.8
2.4
11
0.7
1.5
1.6
1.2
0.9
0.7
12
0.6
1.0
0.9
1.0
0.8
0.4
相对湿度（%）
0
60
52
47
45
49
49
11
60
52
44
42
44
51
12
65
53
47
43
45
51
注：0样地为对照样地（空地）。
从上述研究结果来看，无论是用物种多样性指数（Simpson指数，Shannon-Wiener指数）还是用物种均匀度指数（Jsw、Jsi和Alatalo指数）测度胶南沿海防护林群落的物种多样性，都反映出基本一致的趋势。群落中植物生长型与物种多样性指数的关系表现为：乔木层与灌木层的物种丰富度指数相近，但明显低于草本层各群落间灌木层和乔木层的物种均匀度指数相近，变动幅度较小，但草本层的变动幅度很大；物种的多样性指数则表现出草本层>乔木层>灌木层。样地10号是前几年人工皆伐迹地人为毁坏较重，刺槐萌生苗生长旺盛，抑制了草本植物的生长。因此，其各种指数值为乔木>草本。说明植物的多样性也与人为因素有很大的关系。在沿海地区，防护林群落植物物种多样性对风速的影响，乔木林明显优于草甸；对地表温度的影响，有林地明显优于空旷地，混交林要好于纯林。但物种多样性对植物群落气温和相对湿度的影响不明显，这主要是与群落受海洋性大气候影响有关。
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