赤水河下游紫色土不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系

張 喜 霍 達(dá) 張佐玉 王莉莉 崔迎春

(1 貴州省林業(yè)科學(xué)研究院 貴陽 550011；2 貴州財經(jīng)大學(xué) 貴陽 550005)

赤水河下游紫色土不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系

張 喜1霍 達(dá)1張佐玉1王莉莉2崔迎春1

(1 貴州省林業(yè)科學(xué)研究院 貴陽 550011；2 貴州財經(jīng)大學(xué) 貴陽 550005)

研究了赤水河下游紫色土不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的相關(guān)規(guī)律。結(jié)果表明：1)紫色土不同形態(tài)鉀含量在毛竹林不同類型及土層間差異不顯著，隨土層厚度增加，全鉀含量增加、速效鉀含量降低。全鉀含量與土壤主要物理指標(biāo)相關(guān)性不顯著，速效鉀含量與A(B)層土壤密度及孔隙度相關(guān)性顯著，不同形態(tài)鉀含量與不同土層土壤陽離子交換量、以及表層土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量及有效磷含量相關(guān)性顯著。2)毛竹林喬木層植物Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)值隨毛竹重要值降低而增加，灌木及草本層植物多樣性指數(shù)值變化的趨勢性各異。不同層內(nèi)植物多樣性指數(shù)相關(guān)性顯著，不同層間植物Margalef指數(shù)、喬木和灌木層植物Simpson指數(shù)相關(guān)性顯著。3)不同土層土壤全鉀含量與喬木及草本植物多樣性因子相關(guān)性顯著，速效鉀含量與地形及草本植物多樣性因子相關(guān)性顯著。土壤全鉀含量與毛竹林喬木、灌木及草本層植物多樣性指數(shù)間相關(guān)顯著的直線和二次多項式指標(biāo)對數(shù)量分別為50.00%、50.00%，土壤速效鉀含量的相應(yīng)值為13.89%、44.44%，表明土壤不同形態(tài)鉀含量與植物多樣性指數(shù)關(guān)系存在無關(guān)型、直線型和曲線型3種類型，印證了毛竹林植物多樣性的土壤生態(tài)功能多樣性。

毛竹林；紫色土；土壤全鉀含量；土壤速效鉀含量；植物多樣性指數(shù)

毛竹(Phyllostachyspubescens)廣泛分布于秦嶺、漢水流域至長江以南各省，是我國栽培歷史悠久、面積最大、經(jīng)濟(jì)價值最高的竹種之一[1]。位于赤水河下游的貴州省赤水市及相鄰的習(xí)水縣屬毛竹中心分布區(qū)[2]，境內(nèi)特殊的地質(zhì)地貌及紫色土壤和豐富的水熱資源有利于毛竹生長[3]，分布面積達(dá)2.68 萬hm2(2006年)，占貴州省毛竹林面積的58.51%，其中赤水市被譽為“中國十大竹子之鄉(xiāng)”[4]。毛竹林科學(xué)經(jīng)營對該區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和長江上游生態(tài)環(huán)境保護(hù)有重要意義。

對已有文獻(xiàn)[5-6]分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內(nèi)野竹坪林區(qū)紫色土毛竹林經(jīng)營30年后，平均胸徑由9.9～13.6 cm降至7.0～10.8 cm，這一現(xiàn)象也出現(xiàn)在山地黃壤毛竹林[7]中，表明毛竹純林長期經(jīng)營可致林分質(zhì)量下降的現(xiàn)象具有普遍性。另一方面，石灰土壤養(yǎng)分指標(biāo)與淡竹林[8]以及紫色土水源涵養(yǎng)指標(biāo)和毛竹林[9]的植物多樣性指數(shù)間有一定關(guān)聯(lián)性，同其他植被類型[10-11]的相似研究結(jié)論相近。采用喬木層物種調(diào)控與林下套種措施可提高紅壤毛竹林林地自肥能力[12]，表明通過植被層植物多樣性能調(diào)控土壤肥力。紫色砂頁巖易于崩解、礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，發(fā)育的紫色土較一般土壤富含鈣、磷和鉀元素，肥力較高。分布在赤水河下游的酸性紫色土[3]除具有紫色土的一般特性外，其有機(jī)質(zhì)和全氮含量相對較高，磷和鉀含量相對較低。土壤不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系如何[13-14]？調(diào)控毛竹林植物多樣性指數(shù)能否成為紫色土不同形態(tài)鉀含量的改善途徑？這些問題均需要科學(xué)的試驗研究。

國內(nèi)學(xué)者對紫色土毛竹林不同徑級類型的土壤理化指標(biāo)[15]和林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)[16]變化規(guī)律，以及水源涵養(yǎng)指標(biāo)和毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系[9]都有過研究，但未見土壤不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)相關(guān)性的報道。本文主要研究赤水河下游紫色土不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系，揭示其相互作用機(jī)理，旨在為毛竹林的可持續(xù)經(jīng)營及通過植物多樣性途徑調(diào)控林地土壤不同形態(tài)鉀含量提供理論參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于赤水河下游的赤水市和習(xí)水縣交界區(qū)域。兩縣(市)位于貴州省西北部，地處東經(jīng)105°36′25″—106°44′30″、北緯28°06′35″—28°50′15″，海拔變幅221～1 871.9 m。區(qū)域地質(zhì)屬楊子區(qū)四川盆地分區(qū)，主要地層有侏羅系、白堊系和第四系，成土母巖有石英砂巖、紫色砂(頁)巖和泥巖等，土壤主要有紫色土、黃壤和黃棕壤等。該區(qū)域處于婁山山脈由東南至西北向的延伸帶，屬四川盆地邊緣河谷和中山峽谷地貌。多年平均溫度(海拔293 m)18.1 ℃、變幅17.5～19.1 ℃；1月平均溫度7.9 ℃、變幅5.8～10.8 ℃；7月平均溫度28 ℃、變幅23.9～33.0 ℃；≥0 ℃年積溫計365 d和6 621.7 ℃、≥10 ℃年積溫計279 d和5 888.3 ℃。年降水量1 268.8 mm，年蒸發(fā)量1 307.1 mm。年平均日照時數(shù)1 297.7 h、變幅999.4～1 529.2 h。立體氣候明顯，區(qū)域差異顯著。主要森林類型包括中亞熱帶常綠闊葉林、針闊混交林、針葉林和竹林等。

1.2 樣地設(shè)置與植被調(diào)查

在研究區(qū)內(nèi)，利用貴州省森林資源二類調(diào)查小班數(shù)據(jù)庫(2006年)，篩選紫色土的毛竹林小班建立新的數(shù)據(jù)庫。依據(jù)毛竹林小班分布圖的集散狀態(tài)和交通便利程度，實地考查、建立毛竹林調(diào)查樣地43個，其中赤水市33個、習(xí)水縣10個。調(diào)查樣地間海拔高度變幅500～1 183 m，坡度變幅0～45°，土壤A層厚度變幅3～40 cm、A(+B)層厚度變幅17～85 cm；喬木層毛竹平均胸徑變幅6.21～12.02 cm、平均高度變幅9.9～17.6 m、平均密度變幅850～4 650株/hm2；雜木的相應(yīng)值為0～38.42 cm、0～16.3 m、0～1 850株/hm2；灌木層植物平均地徑變幅0.15～1.38 cm、平均高度變幅0.13～1.43 m、平均密度變幅0.20萬～8.51萬株/hm2，草本層植物平均高度變幅0.16～1.29 m、平均密度變幅2.7萬～98.0萬株/hm2。

調(diào)查樣地面積20 m × 20 m，分別喬木、灌木及草本3層調(diào)查。喬木層樣方面積10 m×10 m，計4個；灌木層與草本層樣方面積分別為5 m×5 m、1 m×1 m，選擇各層片植物發(fā)育較好、一般和較差的3種類型各設(shè)置1個。記錄樣地空間位置，記載喬木層物種、胸徑、株數(shù)、高度，灌木層物種、地徑、株數(shù)、平均高度，草本層物種、株數(shù)、平均高度。在灌木層與草本層植物調(diào)查樣方內(nèi)，選擇有代表性地段挖掘土壤剖面，按土壤發(fā)生層記錄剖面特征，分層提取環(huán)刀，密封后帶回室內(nèi)測定土壤主要物理指標(biāo)；分層取土，去除石礫和根系后，等量混合，保留質(zhì)量約1 kg，帶回室內(nèi)風(fēng)干，分析土壤主要化學(xué)指標(biāo)。植被調(diào)查與土壤取樣同時進(jìn)行，在2008年8月一次完成。

1.3 土壤理化指標(biāo)測定

土壤理化指標(biāo)分析參見《森林土壤分析方法》[17]。其中土壤密度、孔隙度和持水量指標(biāo)測定采用環(huán)刀法，pH值采用電位法，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法，全氮含量采用半微量凱氏擴(kuò)散法，水解氮含量采用堿解-擴(kuò)散法，全磷含量采用堿溶-鉬銻抗比色法，有效磷含量采用鹽酸-硫酸浸提法，全鉀含量采用堿溶-火焰光度法，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法，陽離子交換量采用乙酸銨交換法，交換性鹽基量采用乙酸銨交換-中和滴定法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 植物多樣性指數(shù)[18]

其中：RD為相對優(yōu)勢度，RF為相對頻度，RT為相對密度。

其中：S為物種數(shù)，Ni和N分別為某物種和總物種株數(shù)，Pi=Ni/N。

1.4.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)分析運用SPSS17.0和EXCEL 2003軟件。

2 結(jié)果分析

2.1 毛竹林類型及植物多樣性指數(shù)變化

將毛竹林調(diào)查樣地喬木層物種重要值(IV)采用離差平方和法及歐氏距離平方聚類劃分成5個類型。Ⅰ為毛竹(IV=0.921 3，下同。)-絲櫟栲(Castanopsifargesii，0.029 0)-杉木(Cunninghamialanceolata，0.012 9)林，喬木層組成物種20種，包括20個樣地；Ⅱ為毛竹(0.389 6)-杉木(0.096 1)-白櫟(Quercusfabri，0.091 8)林，喬木層組成物種20種，包括2個樣地；Ⅲ為毛竹(0.545 4)-絲櫟栲(0.286 0)-西南木荷(Schimawallichii，0.078 0)林，喬木層組成物種9種，包括4個樣地；Ⅳ為毛竹(0.700 5)-杉木(0.275 3)-棕櫚(Trachycarpusfortunei，0.015 8)林，喬木層組成物種4種，包括5個樣地；Ⅴ為毛竹(0.710 7)-絲櫟栲(0.079 8)-木荷(Schimasuperba，0.024 3)林，喬木層組成物種33種，包括12個樣地。喬木層植物中毛竹重要值大小呈Ⅰ類>Ⅴ類>Ⅳ類>Ⅲ類>Ⅱ類的變化趨勢。

毛竹林不同類型間喬木層植物Margalef指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)值差異顯著(P<0.05)，Simpson指數(shù)值在部分類型間差異顯著(P<0.05)；在灌木層中，類型Ⅰ和Ⅴ的植物Pielou指數(shù)值差異顯著(P<0.05)，其他毛竹林類型的灌木層植物多樣性指數(shù)值差異不顯著(P>0.05)；草本層不同植物多樣性指數(shù)值差異不顯著(P>0.05)(表1)。毛竹林不同類型喬木層植物多樣性指數(shù)值較低，灌木層植物Margalef指數(shù)和Simpson指數(shù)值較高，草本層植物Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)值較高。

表1 不同類型毛竹林植被層植物多樣性指標(biāo)

注：Mar.，Sim.，Sha.和Pie.分別代表Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)，下同。表內(nèi)數(shù)值后的字母代表相應(yīng)層植物多樣性指數(shù)在毛竹林不同類型間S檢驗差異顯著(P<0.05)的符號，空格者表示差異不顯著。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ類型的S檢驗差異顯著符號為a、b、c、d和e。樣本量=43。

毛竹林不同層內(nèi)部植物Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)值相關(guān)顯著(P<0.05)、趨勢性各異，其中喬木層植物各指數(shù)間為正相關(guān)，灌木及草本層植物除Margalef指數(shù)和Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)值為正相關(guān)外，其他指數(shù)值間均為負(fù)相關(guān)(表2)。喬木層和灌木層及草本層植物Margalef指數(shù)、以及草本層和喬木層及灌木層植物Simpson指數(shù)值正相關(guān)顯著(P<0.05)，其他植物多樣性指數(shù)值間相關(guān)不顯著(P>0.05)、趨勢性各異。

表2 毛竹林植被層植物多樣性指數(shù)的相關(guān)性

注：表內(nèi)數(shù)值右上角*P<0.05、**P<0.01，右上角空格者表示相關(guān)性不顯著。下同。樣本量=43。

2.2 毛竹林土壤不同形態(tài)鉀含量變化以及與土壤理化指標(biāo)的相關(guān)性

S檢驗表明，毛竹林不同類型間相同土層的土壤全鉀含量和速效鉀含量差異不顯著(P>0.05)，相同類型不同土層的土壤全鉀含量和速效鉀含量差異也不顯著(P>0.05)(表3)。土壤全鉀含量呈A層C層、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ類型呈B層B層>C層的變化趨勢。

表3 不同類型毛竹林土壤鉀含量

注：樣本量在A、B和C層的相應(yīng)值分別為43、41和39。

分析發(fā)現(xiàn)，在土壤A層(P<0.01)、B層(P<0.01)及C層(P<0.05)全鉀含量和速效鉀含量的相關(guān)性顯著，二者相互影響。毛竹林不同土層土壤密度與全鉀含量及速效鉀含量呈負(fù)相關(guān)；土壤最大持水量、毛管持水量、田間持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度及總孔隙度與全鉀含量及速效鉀含量呈正相關(guān)，其中A層及B層土壤速效鉀含量與土壤密度(P<0.05)、最大持水量(P<0.05)、毛管持水量(P<0.01)、田間持水量(P<0.01)及總孔隙度(P<0.05)的相關(guān)性顯著，B層土壤速效鉀含量受土壤物理指標(biāo)的影響大于A層(表4)。不同土層土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、水解氮含量及陽離子交換量與全鉀含量及速效鉀含量呈正相關(guān)；全磷含量、有效磷含量及pH值與全鉀含量及速效鉀含量呈負(fù)相關(guān)；交換性鹽基量與全鉀含量呈負(fù)相關(guān)、與速效鉀含量呈正相關(guān)。其中不同層次土壤陽離子交換量與全鉀含量(P<0.01)及速效鉀含量(P<0.01)相關(guān)性顯著，全鉀含量與全磷含量(P<0.01)負(fù)相關(guān)性顯著；A層土壤全鉀含量與有機(jī)質(zhì)含量(P<0.05)、全氮含量(P<0.05)及有效磷含量(P<0.01)相關(guān)性顯著，速效鉀含量與有機(jī)質(zhì)含量(P<0.01)、全氮含量(P<0.01)、水解氮含量(P<0.05)、有效磷含量(P<0.01)及pH值(P<0.05)相關(guān)性顯著，速效鉀含量受表層土壤化學(xué)指標(biāo)的影響大于全鉀含量。

2.3 土壤不同形態(tài)鉀含量與地形要素及毛竹林植物多樣性指數(shù)的因子分析

選擇地形要素中的海拔高度、坡向、坡度和土壤(A+B)層厚度，喬木層、灌木層及草本層植物Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)進(jìn)行因子分析(BTS=684.209、P<0.000，KMO=0.716)。第1主分量由喬木層植物多樣性指數(shù)構(gòu)成，方差貢獻(xiàn)率29.92%；第2主分量由灌木層植物多樣性指數(shù)構(gòu)成，方差貢獻(xiàn)率18.42%；第3主分量由草本層植物多樣性指數(shù)構(gòu)成，方差貢獻(xiàn)率15.22%；第4主分量由地形要素構(gòu)成，方差貢獻(xiàn)率9.06%；第5主分量由地形要素和植物多樣性指數(shù)構(gòu)成，方差貢獻(xiàn)率8.17%，5個主分量總貢獻(xiàn)率達(dá)80.80%。相關(guān)分析表明(表5)，不同土層土壤全鉀含量與喬木植物多樣性因子(P<0.05)及草本植物多樣性因子(P<0.01)相關(guān)性顯著，速效鉀含量與地形因子(P<0.05)、以及A層土壤速效鉀含量和草本植物多樣性因子(P<0.05)相關(guān)性顯著。

表4 毛竹林土壤不同形態(tài)鉀含量與土壤主要理化指標(biāo)的相關(guān)性

注：物理指標(biāo)樣本量在A、B和C層的相應(yīng)值為32、30和29，化學(xué)指標(biāo)樣本量同表3。

表5 毛竹林土壤不同形態(tài)鉀含量與地形要素及植物多樣性指數(shù)主分量的相關(guān)性

注：不同土層樣本量同表3。

2.4 土壤不同形態(tài)鉀含量與毛竹林植物多樣性指數(shù)值的相關(guān)性

毛竹林不同層次土壤全鉀含量與喬木層植物Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)及Shannon-Wiener指數(shù)、灌木層植物Margalef指數(shù)、草本層植物Margalef指數(shù)及Simpson指數(shù)的直線相關(guān)性顯著(P<0.05)(表6)，C層土壤速效鉀含量與喬木層植物Simpson指數(shù)、A層及B層土壤速效鉀含量與草本層植物Margalef指數(shù)及Simpson指數(shù)的直線相關(guān)性顯著(P<0.05)。不同層次土壤全鉀含量及速效鉀含量與毛竹林植物多樣性指數(shù)的二次多項式相關(guān)系數(shù)≥直線相關(guān)系數(shù)；其中直線相關(guān)性不顯著、二次多項式相關(guān)顯著的有：A層土壤速效鉀含量與喬木層植物Margalef指數(shù)及Simpson指數(shù)、草本層植物Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)(P<0.05)，B層土壤速效鉀含量與喬木層植物Simpson指數(shù)、灌木層植物Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)(P<0.05)，C層土壤速效鉀含量與喬木層植物Margalef指數(shù)、灌木層植物Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)及Pielou指數(shù)(P<0.05)。表明二次多項式更能反映土壤不同形態(tài)鉀含量與毛竹林植物多樣性的關(guān)系，植物多樣性指數(shù)對土壤全鉀含量的影響高于速效鉀含量，呈喬木層>草本層>灌木層的變化趨勢。

表6 毛竹林土壤不同形態(tài)鉀含量與植被層植物多樣性指數(shù)的相關(guān)性

注：表中數(shù)據(jù)分子和分母表示直線和二次多項式的相關(guān)系數(shù)。

3 討論與建議

3.1 土壤鉀的賦存形式與影響因素

土壤鉀主要以離子、化合物和礦物態(tài)存在，速效鉀含量包括溶于土壤溶液的液態(tài)鉀和部分土壤膠體呈物理化學(xué)吸附的離子態(tài)鉀，植物殘體、根系和微生物鉀有效性較高[14]。山地黃壤灌草坡—馬尾松林—常綠闊葉林[13]和毛竹林[7]的土壤全鉀及速效鉀含量均低于本研究紫色土的相應(yīng)值，尤以速效鉀含量差異較大。紫色土不同土層內(nèi)全鉀含量與速效鉀含量相關(guān)性顯著，二者相互影響；毛竹林不同類型及相同類型不同土層間的相應(yīng)值差異不顯著，隨土層厚度增加，全鉀含量呈增加趨勢、速效鉀含量呈降低趨勢[15]。相關(guān)性顯著的指標(biāo)對數(shù)量在土壤A層、B層及C層的分布中，全鉀含量為33.33%、20.00%、13.33%，速效鉀含量為80.00%、46.67%、13.33%，表明土壤全鉀含量及速效鉀含量受土壤其他理化指標(biāo)的影響程度隨土層厚度增加而降低。

3.2 植物多樣性指數(shù)值變化

毛竹林喬木層植物多樣性指數(shù)隨毛竹重要值降低而增加，同已有研究結(jié)論相似[9,16]；灌木層及草本層植物多樣性指數(shù)隨毛竹重要值降低而趨勢性各異。同一層內(nèi)植物不同多樣性指數(shù)間相關(guān)性顯著，喬木層的趨勢性相異于灌木與草本層。喬木、灌木與草本層植物間Margalef指數(shù)、灌木與草本層植物間Margalef指數(shù)、喬木和草本層植物間Simpson指數(shù)正相關(guān)性顯著。

3.3 土壤不同形態(tài)鉀含量與毛竹林植物多樣性指數(shù)的關(guān)系

因子分析表明，紫色土全鉀含量主要受毛竹林喬木層及草本層植物多樣性因子影響，速效鉀含量主要受地形和草本層植物多樣性因子的影響。土壤全鉀含量隨毛竹重要值降低而減少，呈低重要值類型<中重要值類型<高重要值類型的變化趨勢；速效鉀含量在毛竹低重要值類型中較高。土壤全鉀含量與毛竹林喬木、灌木與草本層植物多樣性指數(shù)間相關(guān)顯著的直線和二次多項式指標(biāo)對數(shù)量分別為50.00%和50.00%，土壤速效鉀含量的相應(yīng)值為13.89%和44.44%，表明土壤不同形態(tài)鉀含量與植物多樣性指數(shù)關(guān)系存在無關(guān)型、直線型和曲線型3種類型，印證了植物多樣性的土壤生態(tài)功能多樣性[9-11]。紫色土速效鉀含量與喬木層及草本層植物多樣性指數(shù)的相關(guān)性趨勢相異于山地黃壤不同植被類型[13]、也不同于石灰?guī)r山地淡竹林[8]，反映了紫色土速效鉀含量與植物多樣性指數(shù)關(guān)系的特異性。大徑級毛竹林土壤的全鉀含量和速效鉀含量較高[15]、植物多樣性指數(shù)也較高[16]。

3.4 毛竹林是一個干擾性生態(tài)系統(tǒng)

年度間采筍或周期性伐竹均能引起毛竹林植物多樣性指數(shù)變化，導(dǎo)致紫色土不同形態(tài)鉀含量與毛竹林植物多樣性指數(shù)關(guān)系的不確定性，周期內(nèi)持續(xù)跟蹤和周期間對比分析將有助于提高此研究結(jié)論的科學(xué)性。另一方面，紫色土鉀[3,14]源及賦存形式有別于土壤其他養(yǎng)分元素[7-8,12-13,15]，其流動性強(qiáng)，提高土壤孔隙度和林地光熱水氣條件的營林措施有利于增加不同形態(tài)鉀含量，這也是土壤不同形態(tài)鉀含量和毛竹林植物多樣性指數(shù)值的直線型負(fù)相關(guān)顯著的原因之一。由于二次多項式較直線型更能反映土壤不同形態(tài)鉀含量與毛竹林植物多樣性指數(shù)值的相關(guān)性，部分相關(guān)顯著模式的拐點值可成為紫色土毛竹林經(jīng)營的植物多樣性指數(shù)管理依據(jù)[9-12]。

[1] 中國植物志編輯委員會. 中國植物志: 第9卷第1分冊[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1996.

[2] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 毛竹林豐產(chǎn)技術(shù): GB/T20391-2006[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[3] 《赤水縣綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃》編寫組. 赤水縣綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃[M]. 貴陽: 貴州人民出版社, 1989.

[4] 國家林業(yè)局. 國家林業(yè)局關(guān)于命名中國竹子之鄉(xiāng)的決定(林造發(fā)[2006]190號) [EB/OL]. [2017-03-09]. http://www.forestry.gov.cn/portal/main/s/495/content-24205.html.

[5] 巫啟新. 貴州毛竹林類型與林分結(jié)構(gòu)的研究[J]. 竹子研究匯刊, 1983, 2(1): 112-124.

[6] 陳家洪, 張喜, 尹潔, 等. 撫育和采伐組合措施對毛竹林生產(chǎn)力的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38(4): 2110-2111, 2152.

[7] 樓一平, 吳良如, 邵大方, 等. 毛竹純林長期經(jīng)營對林地土壤肥力的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 1997, 10(2): 125-129.

[8] 施建敏, 王龍鳳, 郭春蘭, 等. 石灰?guī)r山地淡竹林演替序列土壤養(yǎng)分及其與群落特征的關(guān)系[J]. 水土保持學(xué)報, 2016, 30(1): 153-158.

[9] 張佐玉, 張喜. 毛竹林紫色土壤主要水源涵養(yǎng)指標(biāo)和地形要素及植物多樣性指數(shù)的關(guān)系[J]. 竹子研究匯刊, 2015, 34(2): 1-7.

[10] Hector A, Bagchi R. Biodiversity and ecosystem multifunctionality[J]. Nature, 2007(448): 188-191.[11] Donald R Z, William E H, David C W, et al. Plant diversity, soil microbial communities, and ecosystem function: are there any links? [J]. Ecology, 2003, 84(8): 2042-2050.

[12] 李正才, 傅懋毅, 謝錦忠, 等. 毛竹竹闊混交林群落地力保持研究[J]. 竹子研究匯刊, 2003, 22(1): 32-37.

[13] 楊萬勤, 鐘章成, 陶建平, 等. 縉云山森林土壤速效K的分布特征及其與物種多樣性的關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2001, 20(6): 1-3.

[14] 占麗平, 李小坤, 魯劍巍, 等. 土壤鉀素運移的影響因素研究進(jìn)展[J]. 土壤, 2012, 44(4): 548-553.

[15] 張佐玉, 張喜, 崔迎春, 等. 貴州毛竹林不同徑級類型的土壤理化特性變化[J]. 竹子研究匯刊, 2012, 31(2): 6-10.

[16] 張喜, 張佐玉, 崔迎春, 等. 貴州赤水河流域毛竹林不同徑級類型林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)變化[J]. 世界竹藤通訊, 2014, 12(4): 1-5.

[17] 國家林業(yè)局. 森林土壤分析方法[M]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2000.

[18] 張金屯. 數(shù)量生態(tài)學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004.

Correlation of Purple Soil Potassium Contents with Terrain Factors and Plant Diversity Indices of Moso Bamboo (Phyllostachyspubescens)Forest at Downstream of Chishui River, Guizhou Province, China

Zhang Xi1Huo Da1Zhang Zuoyu1Wang Lili2Cui Yingchun1

(1 Guizhou Provincial Academy of Forestry, Guiyang 550011, China;2 Guizhou University of Finance and Economics, Guiyang 550005, China)

Correlation of the contents of potassium at different forms in purple soil with terrain factors and plant diversity indices of moso bamboo (Phyllostachyspubescens) forest were studied in this paper at the downstream of Chishui river, Guizhou Province, China. The results showed that: (1) No significant variation has been ever found between the purple soil’s contents of different forms of potassium in different types of moso bamboo forest and soil stratum, and as the soil thickness increases from surface to mother rock, the total potassium content is increasing and the available potassium content is reducing. The total potassium content is not significantly correlated with main physical indicators of soil while the correlation coefficient of the available potassium content and soil density and porosity of A (or B) stratum was significantly. The contents of different forms of potassium is significantly correlated with the cation exchange capacity of different soil stratum, and the content of organic matter, the total nitrogen content and the effective phosphorus content in surface soil; (2) Values of Margalef index, Simpson index, Shannon-Wiener index and Pielou index of tree layer in the moso bamboo forest increase with the reducing bamboo important values, and the plant diversity index values of shrub and herb layers are different. The plant diversity indices values of different layers are significantly related, and Margalef index values of different layers is correlated significantly with Simpson index of the tree and shrub layers; (3) The total potassium contents in different soil layers are significantly correlated with the plant diversity factors of tree and herbaceous layers, while the available potassium contents are significantly correlated with the factors of terrain and herb plant diversity. The linear and quadratic polynomial numbers of significant correlation between the soil total potassium content and plant diversity indices of tree, shrub and herb layers are 50.00% and 50.00%, respectively, and the corresponding values of the soil available potassium content are 13.89% and 44.44% in the moso bamboo forest. It showed that the relationship between different form of soil potassium contents and plant diversity indices includes 3 types, i.e., no correlation, straight correlation and curve correlation, which confirms the diversity of soil ecological function, which is embodied in moso bamboo forest plant diversity.

moso bamboo forest, purple soil, soil total potassium content, soil available potassium content, plant diversity index

貴州省科技廳項目(編號：黔科合R字[2014]2034)；貴州省科技廳重大專項(編號：[2007]6002030201)；黔科合院士站項目(編號：[2014]4006)。

張喜，博士，研究員，主要從事森林生態(tài)學(xué)和竹林經(jīng)營研究。E-mail: 1003434130@qq.com。

10.13640/j.cnki.wbr.2017.03.001