人工造林對植物多樣性與土壤肥力變化的分析

仁青措

（青海省黃南州同仁縣林業(yè)技術(shù)推廣中心，青海同仁 811399）

人口總量不斷增長，對于自然資源需求量隨之增加，加之社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源和能源的需求，導(dǎo)致當(dāng)前能源總量急劇減少，生態(tài)環(huán)境急劇惡化。森林作為一種可再生資源，加強(qiáng)森林資源的保護(hù)十分關(guān)鍵，是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一項(xiàng)重要內(nèi)容。當(dāng)前我國的人工林南北方分布差異顯著，北方主要以楊樹和白落葉松為主，南方則是以馬尾松和杉木為主。也正是由于這一現(xiàn)象，導(dǎo)致我國的人工林經(jīng)營過于側(cè)重針葉林，只有少部分的闊葉樹，局限性較大，還需要進(jìn)一步完善。

1 人工造林對草本植物群落的影響

人工造林是保護(hù)森林資源的有效手段，為了能夠更加全面的了解人工造林對周邊草本植被的影響，從物種多樣性角度著手探究，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 草本植物群落基本特征

人工林是在植物群落上層，同大氣環(huán)境直接接觸的作用面，對于群落內(nèi)特殊氣候環(huán)境具有直接的影響，枯葉分解腐化會對土壤肥力產(chǎn)生一定的影響，改變土壤理化性狀。由于林地位置不同，生長的草本植物同樣不同。當(dāng)前常見的草本植物來看，其中包括冷嵩、風(fēng)毛菊、羊草、狗尾草、豬毛菜、冰草、短花針茅、小葉錦雞兒、地膚、益母草、二色補(bǔ)血草、香青蘭、蟲實(shí)、二裂委陵菜以及寸苔草等[1]。

如果從植物種蓋度變化情況來看，林地內(nèi)距離背風(fēng)側(cè)200m之間的區(qū)域，林地邊緣距離延長，相應(yīng)植物種蓋度反之下降，并且在一定程度上植被蓋度變化和物種個(gè)數(shù)變化表現(xiàn)為一致性。在背風(fēng)側(cè)100m左右的區(qū)域物種蓋度較低，通過人工造林可以保護(hù)周圍的植被，在一定程度上可以促進(jìn)草本植物種類增加，綠化面積擴(kuò)大。

1.2 草本植物重要值分析

對于草本植物重要值的分析，其中包括了植被的頻率、蓋度和多度等植保指標(biāo)，可以更加全面、完整的反映出植被組成結(jié)構(gòu)和適應(yīng)性，如表1。

從中可以看出，林區(qū)內(nèi)羊草的重要值最高，大概在35.43%，二裂委陵菜次之；羊草在背風(fēng)側(cè)50m和背風(fēng)側(cè)100m的重要值最高，為55.9%、46.9%。短花針茅背風(fēng)側(cè)200m重要值最大，為40.15%，而羊草背風(fēng)側(cè)的重要值次之，為23.21%。羊草的背風(fēng)側(cè)50m到背風(fēng)側(cè)200m之間，羊草的重要值伴隨著背風(fēng)側(cè)距離的增加隨之減少，所以，羊草在林緣50m的重要值最大。

通過對多年生植物羊草重要值變化趨勢的分析可以了解到，人造林的存在一定程度上改變了植物的生長環(huán)境，尤其是背風(fēng)側(cè)生存環(huán)境發(fā)生了明顯的改變，原有物種組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度上的變化，導(dǎo)致很多植物種類的優(yōu)勢地位被剝奪，發(fā)生了明顯的變化。對于一些一年生的植物在林區(qū)內(nèi)出現(xiàn)，林地外卻很少出現(xiàn)，可能是由于背風(fēng)側(cè)生存環(huán)境發(fā)生改變，很多偏陰性植物獲得了良好的生長空間，同時(shí)也為牲畜提供了庇蔭環(huán)境，但從另一個(gè)角度來看，庇蔭區(qū)域的排泄物總量隨之增加，土壤肥力增加，促使偏陰性植物大量生長。由此可以了解到，二色補(bǔ)血草、地膚和香青蘭只有在林內(nèi)少量出現(xiàn)，盡管重要值較少，但是由于這些植物的入侵，大大豐富了林內(nèi)物種多樣性，林內(nèi)植物種類呈現(xiàn)增長的趨勢。

2 人工造林不同密度對林下植物的影響

林下植物生長發(fā)育情況主要是取決于林內(nèi)光照條件，對于不同密度的人工林，郁閉度不同，相應(yīng)對于光照條件提出的要求同樣存在差異，在很大程度上影響著林內(nèi)植物的生長情況[2]。

表1 林地不同區(qū)域草本的重要值（單位：%）

2.1 不同林分密度林的植物群落特征

通過對青海省不同密度的人工林植物種類情況調(diào)查分析，可以發(fā)現(xiàn)植物種類共有21種，其中當(dāng)屬禾本科植物種類最多，有6種，其次是藜科植物，有4種，菊科和豆科植物各有3種，百合科、榆科和紫草科分別有1種。通過對幾種林下植被來看，伴隨著人工林密度的減少，林下植被的蓋度隨之增加，但是增長趨勢并不明顯。株行距3m×3m時(shí)候，較之2m×2m的林地而言，林下植被蓋度增加幅度大概為5%左右，植被種類增加4種。

2.2 不同林分密度林下草本植物的重要值

為了可以更加全面的了解不同林分密度情況下，林下草本植物配置情況，對草本植物的重要值進(jìn)行分析。通過研究和分析，可以發(fā)現(xiàn)在2m×2m的高密度林地情況下，草本植物中以短花針茅的優(yōu)勢最為顯著，重要值大概在22.84%左右；在2m×3m的中密度林分情況下，短花針茅和百里香的優(yōu)勢更為突出，重要值大概為17.87%和20.05%左右；3m×3m的低密度林情況下，并未發(fā)現(xiàn)具有顯著優(yōu)勢的植被。所以說，由于林分密度的差異，所以林下占據(jù)優(yōu)勢的植物種類隨之發(fā)生變化，伴隨著密度的降低優(yōu)勢種作用隨之弱化。

在低密度的林分情況下，對于一些多年生植物羊草的重要值為3.49%，在低密度林分情況下，對于多年生植物的生長具有一定促進(jìn)作用。如果是一年生的植物，如豬毛菜，在低密度情況下的重要值呈現(xiàn)顯著增長趨勢，蟲實(shí)的重要值反之降低，究其根本，在于這兩種植物的生態(tài)適應(yīng)性存在明顯差異，所以分布情況受其影響而不同。對于冰草之類的植物，無論是高密度、中密度林分，抑或是低密度林分情況，都呈現(xiàn)出穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài)，即便冰草之類的植物在不同密度林分下重要值較低，但是卻是一種穩(wěn)定性較強(qiáng)的種群，所以說在草本植物群落演替期間扮演著不可替代的作用。

3 人工造林對土壤特性的影響

3.1 土壤物理特性的變化

土壤容重是指在土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚未被破壞情況下，單位容積內(nèi)干土質(zhì)量。就土壤容量來看，更多的是受到結(jié)構(gòu)、組成和壘結(jié)狀況等因素影響。通過容重可以從側(cè)面上反映出土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和松緊度，同時(shí)了解土壤內(nèi)部的生物活動情況，在一定程度上決定了土壤內(nèi)部營養(yǎng)元素的釋放。不同區(qū)域內(nèi)的土壤水分含量存在一定差異，直接關(guān)乎植被的根系生長情況和生長方向，在可能受到影響的范圍內(nèi)，導(dǎo)致植被對土壤的養(yǎng)分吸收受阻[3]。如果土壤中缺少水分，那么植被將無法吸收土壤中的養(yǎng)分，但是水分過多，同樣會造成土壤內(nèi)部空氣缺失，整體溫度偏低，加劇細(xì)菌和病毒物質(zhì)的積累，嚴(yán)重的會影響到植被的生長。

草原造林具有防風(fēng)固土的作用，在改善區(qū)域環(huán)境的同時(shí)，還會改變土壤物理性質(zhì)。通過大量的實(shí)踐研究表明，如果草原防護(hù)林區(qū)域內(nèi)的土壤形態(tài)出現(xiàn)改變，相伴隨而來的是土壤物理特性改變。在背風(fēng)側(cè)50，100m，林內(nèi)的土壤容量要降低24.4%及23.6%左右。較之非林地而言，林內(nèi)的水分常數(shù)和總孔隙度要呈現(xiàn)不同程度上的增長，從中可以了解到非林地的土壤物理特性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及林地土壤物理特性。與此同時(shí)，林地背風(fēng)側(cè)土壤物理特性優(yōu)于迎風(fēng)側(cè)，并且背風(fēng)側(cè)可以有效降低土壤風(fēng)蝕，防風(fēng)固土，促使沙塵物質(zhì)積累，改善土壤物理特性，增加土壤養(yǎng)分含量，對于植物生長具有重要的促進(jìn)作用[4]。

3.2 土壤養(yǎng)分含量的變化

土壤作為生態(tài)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)部分，主要是承擔(dān)著物質(zhì)和能量循環(huán)的作用，是陸地生物生活必須養(yǎng)分的來源。土壤中包含大量的有機(jī)質(zhì)，如全P和速效P、全N和速效N、全K和速效K等等，均是土壤中不可或缺的肥力因子[5]。其中P、N、K是促進(jìn)植被生長必不可少的營養(yǎng)元素，這三種元素含量高低，直接影響植物的生長情況，同時(shí)也可以用作評價(jià)土壤肥力情況的關(guān)鍵指標(biāo)。需要注意的是，土壤有機(jī)質(zhì)是其中不可或缺的組成部分，盡管占比較少，但是在環(huán)境保護(hù)和土壤肥力方面占有重要地位，是P、N、K營養(yǎng)元素的主要來源，不僅可以保持土壤水分和微量元素，還可以保持土壤肥力，為植被生長營造適宜的環(huán)境。