摘要:[目的]馬尾松針葉林闊葉化改造有利于提升森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)林下植被的更新和演替也有著重要影響。分析林分改造后的林下植物多樣性和穩(wěn)定性特征,可為森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。[方法]以淳安縣千島湖林區(qū)馬尾松不同改造林分(Ⅰ疏伐促新、Ⅱ疏伐補(bǔ)闊、Ⅲ皆伐促新、Ⅳ皆伐補(bǔ)闊)為對(duì)象,周邊無改造措施林分(Ⅴ)為對(duì)照,進(jìn)行植被調(diào)查、土壤采樣與測(cè)定,分析了林下植被物種組成和多樣性與林地特征因子的關(guān)系,并探究了林下群落穩(wěn)定性與物種多樣性的關(guān)系。[結(jié)果]樣地間的林下灌木層優(yōu)勢(shì)種的差異低于草本層,V的林下物種多樣性顯著低于改造后林地(P<0.05),Ⅳ的草本層物種多樣性顯著高于其它林地(P<0.05)。林地特征因子能解釋林下植物種變化的40%,且對(duì)草本層的影響程度高于灌木層,其中郁閉度是最主要的影響因素。在馬尾松林分改造初期,林下植物群落穩(wěn)定性Ⅴgt;Ⅰgt;Ⅱgt;Ⅲgt;Ⅳ,林下灌木層穩(wěn)定性與物種多樣性的相關(guān)程度較低,而草本層穩(wěn)定性與物種多樣性呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。[結(jié)論]千島湖區(qū)馬尾松林闊葉化改造初期,主要通過降低郁閉度顯著提高了林下草本層多樣性,但皆伐措施的林下植物群落穩(wěn)定性較低。因此,綜合考慮植物多樣性和穩(wěn)定性維持,對(duì)馬尾松林采取適當(dāng)間伐等撫育措施能促進(jìn)其林下植被的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:闊葉化改造;林下植被;物種多樣性;群落穩(wěn)定性;馬尾松次生林
中圖分類號(hào):S718.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-1498(2024)03-0095-11
林下植被一般由林下灌木層、草本層和地被苔蘚層等組成,是森林的重要組成部分,在森林生態(tài)系統(tǒng)演替、土壤養(yǎng)分循環(huán)、水土保持、生物多樣性維持等方面具有獨(dú)特的功能和作用。森林經(jīng)營(yíng)管理大都在林下作業(yè),會(huì)對(duì)森林下層植被產(chǎn)生直接或間接影響。研究表明,間伐、除草、割灌等撫育等措施通過增加可利用空間和資源,能促進(jìn)林下植被更新與生長(zhǎng),改變林下植被物種組成,進(jìn)而影響森林的生態(tài)功能。森林間伐也可能會(huì)使部分林下植物優(yōu)勢(shì)地位增加,從而減少林下植物多樣性。此外,林下植被對(duì)森林管理的響應(yīng)會(huì)因森林類型、林分演替階段和擾動(dòng)發(fā)生時(shí)間的不同存在一定的差異,具體機(jī)制有待進(jìn)一步探討。
千島湖是浙江省最為重要的飲用水源保護(hù)地,也是華東地區(qū)重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備水源地,千島湖區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的提質(zhì)增效是保障區(qū)域水資源安全的重要途徑。該地區(qū)森林類型以馬尾松次生林為主,但長(zhǎng)期較高密度的純林經(jīng)營(yíng),造成了林地退化、生產(chǎn)力下降、水源涵養(yǎng)能力低、生物多樣性較差等生態(tài)問題,并伴有不同程度的松材線蟲病侵害,嚴(yán)重威脅著林地的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。為此,該區(qū)域大力開展馬尾松林的闊葉化改造,促進(jìn)馬尾松低效純林向高質(zhì)、穩(wěn)定的針闊混交和闊葉混交林演替。
當(dāng)前,關(guān)于馬尾松林下植被相關(guān)研究多集中在間伐強(qiáng)度、林分密度等對(duì)林下植物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響,尚缺乏關(guān)于馬尾松林地不同改造措施下的林下植被穩(wěn)定性與多樣性關(guān)系的研究。而林下植物多樣性和群落穩(wěn)定性對(duì)于理解整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及功能多樣性至關(guān)重要,也是林地可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的重要依據(jù)。因此,本研究以淳安縣千島湖林區(qū)馬尾松林闊葉化改造后形成的不同林分類型為對(duì)象,分析其林下植被物種組成、多樣性及其與林地特征因子的關(guān)系,比較不同林分類型的林下植物群落穩(wěn)定性差異及其與物種多樣性之間的關(guān)系,以期為千島湖區(qū)馬尾松林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。
1 研究區(qū)概況
研究區(qū)位于浙江省杭州市淳安縣浪川鄉(xiāng)(29°28'~29°30'N, 118°36'~118°38'E),屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤(rùn),雨熱同期,四季分明,年均降水量1 515 mm,年均氣溫18℃,常年盛行東北風(fēng),年均風(fēng)速2.1 m·s-1。區(qū)域主要為山地丘陵,土壤以紅壤、黃壤、巖性土為主。植被以馬尾松次生林為主,優(yōu)勢(shì)喬木種為馬尾松(Pinusmassoniana Lamb.)、杉木(Cunninghamialanceolata (Lamb.)Hook.)、青岡(Quercusglauca Thunb.)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla(Lindl.) Schottky)、楓香(Liquidambar formosanaHance)等,優(yōu)勢(shì)灌木種為檵木(Loropetalumchinense (R.Br.) Oliv.)、油茶(Camellia oleiferaAbel)、江南越橘(Vaccinium mandarinorumDiels)等,草本有芒萁(Dicranopteris pedate(Houtt.) Nakaike)、蕨(Pteridium aquilinum var.latiusculum (Desv.)Underw.e)等,藤本有菝葜(Smilax china L-)、刺花懸鉤子(Rubusaculeatiflorus Hayata)等。
2 材料與方法
2.1 樣地選擇與設(shè)置
研究區(qū)馬尾松林闊葉化改造項(xiàng)目始于201 8年,改造前均為馬尾松次生純林,改造后逐漸向針闊混交和闊葉混交林發(fā)展,改造措施包括疏伐促新、疏伐補(bǔ)闊、皆伐促新和皆伐補(bǔ)闊4種類型。其中:(Ⅰ)疏伐促新:伐除約70%的馬尾松,無割灌、除草和補(bǔ)植措施;(Ⅱ)疏伐補(bǔ)闊:伐除約40%的馬尾松,無割灌、除草,補(bǔ)植楓香、油茶;(Ⅲ)皆伐促新:伐除所有馬尾松,對(duì)林下幼闊和灌木進(jìn)行撫育,保留建群種;(Ⅳ)皆伐補(bǔ)闊:伐除所有馬尾松,對(duì)林下幼闊和灌木進(jìn)行撫育,保留建群種,補(bǔ)植楓香、木荷(Schimasuperba Gardner&Champ.)。分別在4類改造后的林分中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣地3個(gè),并在周邊無采伐撫育措施的馬尾松次生純林(Ⅴ)設(shè)置對(duì)照樣地3個(gè),各樣地立地條件類似,共設(shè)置15個(gè)樣地,樣地大小為20 m×20 m,各樣地間隔大于30 m。
2.2 樣地植被調(diào)查
植被調(diào)查時(shí)間在2022年7月和12月,對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)的喬木進(jìn)行每木檢尺,記錄胸徑、樹高、冠幅,并估測(cè)郁閉度。各類型樣地林分特征如表1所示。將標(biāo)準(zhǔn)樣地劃分為16個(gè)5m×5m小樣地,隨機(jī)選擇3個(gè)小樣地進(jìn)行灌木層調(diào)查(將胸徑小于5 cm、高度低于3m的喬木幼苗或幼樹和木質(zhì)藤本植物也歸人灌木層),測(cè)定植物的地徑、樹高、冠幅。并在每個(gè)小樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置5個(gè)1 m×1m的草本層樣方,測(cè)定草本植物種類、多度、蓋度等指標(biāo)。
2.3 土壤采樣和指標(biāo)測(cè)定
在各標(biāo)準(zhǔn)樣地的上、中、下坡位分別采集土壤樣品各1份,去除地表枯落物,在0~10 cm和10~20 cm中間部位,分別用環(huán)刀獲取原狀土壤,利用烘干法測(cè)定土壤密度(SBD)和含水量(SM)。另外,挖取少許0~10 cm和10~20cm土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室。樣品經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過篩(2 mm)后,測(cè)定土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)、水解性氮(HN)、速效磷(AP)、速效鉀(AK)、有機(jī)質(zhì)(SOM),上述指標(biāo)測(cè)定方法參考《土壤調(diào)查實(shí)驗(yàn)室分析方法》。
2.4 數(shù)據(jù)處理和分析
2.4.1 林下物種重要值和多樣性指數(shù)計(jì)算
重要值:
上式中,Dr為相對(duì)多度,Pr為相對(duì)顯著度,F(xiàn)r為相對(duì)頻度。
豐富度指數(shù)(Margalef index,H):
上式中,S為樣地內(nèi)植物種類總數(shù),~為樣地內(nèi)植物個(gè)體總數(shù),Pi為第,個(gè)種的個(gè)體數(shù)(Ni)占樣地內(nèi)所有種個(gè)體總數(shù)(N)的比值。
2.4.2 林下植物群落穩(wěn)定性測(cè)定
采用鄭元潤(rùn)改進(jìn)的M.Godron方法計(jì)算林下不同層次的植物群落穩(wěn)定性,繪制物種的累計(jì)種類倒數(shù)百分比(x)和累計(jì)相對(duì)頻度百分比(y)散點(diǎn)圖,進(jìn)行曲線回歸擬合,采用的擬和曲線和直線方程如下:
平滑曲線擬合方程:y= ax3+ bx2+ cx+d或y= ax2+ bx+c
直線方程:y= 100 -x
上述兩方程的交點(diǎn)(x,y)即為穩(wěn)定參考點(diǎn),計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)與(20,80)的之間的歐氏距離,該距離越小表示植物群落的穩(wěn)定性越高。
2.4.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析
使用單因素方差分析(ANOVA)和Tukey HSD檢驗(yàn),分析不同林分類型林下植被物種多樣性指數(shù)的差異;分析物種多樣性指數(shù)與土壤因子之間的Pearson相關(guān)性;采用冗余分析(RDA)研究不同林分類型林下不同層次物種組成與土壤因子的關(guān)系;使用方差分解(VP)方法分析各主要土壤因子對(duì)不同植物組成變化的解釋率;采用一般線性回歸,探究不同林分類型林下植物群落穩(wěn)定性與物種多樣性之間的關(guān)系。
采用Excel 2020對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,統(tǒng)計(jì)分析過程使用R 4.0.2進(jìn)行,其中ANOVA分析使用“car”程序包完成,Tukey HSD檢驗(yàn)使用“multcomp”程序包完成,RDA和VP分析使用“vegan”程序包完成,之后使用“ggplot2”程序包進(jìn)行作圖。
3 結(jié)果與分析
3.1 林下植物組成和物種多樣性
植物群落調(diào)查結(jié)果顯示,5種類型樣地灌木層物種共40種,分屬24科32屬;草本層物種共26種,分屬17科23屬(表2)。其中…灌木層物種最多,Ⅳ最少;但Ⅳ草本層物種最多,Ⅴ草本物種最少。灌木層方面,Ⅰ以老鼠矢為優(yōu)勢(shì)物種,Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ均以檵木為優(yōu)勢(shì)種;Ⅳ以木荷、楓香為優(yōu)勢(shì)種。草本層方面,Ⅱ、Ⅴ均以芒萁為優(yōu)勢(shì)種;Ⅰ以狗脊蕨(Woodwardia japonica (L. F.)Sm.)為優(yōu)勢(shì)種;Ⅲ以苔草(Carex hirtaL.)為優(yōu)勢(shì)種;Ⅳ以苔草、金毛耳草(Hedyotischrysotricha (Palib.) Merr.)為優(yōu)勢(shì)種。
林下植被物種多樣性方面,不同類型樣地灌木層的Margalef指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)均無顯著差異(圖1a、b、d),Ⅰ的Pielou指數(shù)顯著低于Ⅳ和Ⅴ(圖1 c)。而各類型樣地林下草本層的多樣性指數(shù)差異更大,其中Ⅲ和Ⅳ的Margalef指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)顯著高于其他樣地,Pielou指數(shù)在不同林分類型間無顯著差異??傮w而言,Ⅲ和Ⅳ的灌木層和草本層多樣性較高,I和V草本層多樣性較低。
3.2 林下植物群落物種多樣性與林地特征的相關(guān)性
灌木層和草本層的結(jié)果類似(圖2),Pielou指數(shù)與各林地特征因子均無顯著相關(guān)性;Simpson指數(shù)僅與針闊比和郁閉度呈顯著負(fù)相關(guān),與土壤因子無顯著相關(guān)性;Shannon-Wiener指數(shù)與針闊比、郁閉度呈顯著負(fù)相關(guān),與TN、HN、AP、SM呈顯著正相關(guān);Margalef指數(shù)僅與TN和SM呈顯著正相關(guān)。以上相關(guān)性系數(shù)大小,草本層均大于灌木層??傮w而言,除TN和SM外,林下植被物種多樣性與其他土壤因子關(guān)系不密切。
3.3 林下植物群落物種組成與林地特征的關(guān)系
灌木層植被與林地因子RDA前兩軸共同解釋了物種組成變化的41 .48%(圖3a),其中郁閉度、TK、HN為主要影響因素,分別單獨(dú)解釋了28.4%、23.1%和6.5%的方差(圖4a)。Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的灌木層物種組成與土壤TK均呈負(fù)相關(guān),與郁閉度呈正相關(guān),Ⅱ的灌木層物種組成與土壤TK呈正相關(guān),與HN呈負(fù)相關(guān),而Ⅳ的情形與Ⅱ恰好相反(圖3a)。從多度前10的物種來看,灌木層中優(yōu)勢(shì)種檵木主要與郁閉度呈顯著正相關(guān),老鼠矢主要與HN呈顯著正相關(guān)(圖3a)。
草本層植被與林地因子RDA前兩軸共同解釋物種組成變化的40.94%(圖3b),其中郁閉度、AP、HN、SM為主要影響因素,分別單獨(dú)解釋了35.4%、27.2%、14.3%和7.g%的方差,有B閉度、AP、HN共同解釋了17.2%的方差,其他解釋率極少(圖4b)。Ⅲ和Ⅴ的草本層物種組成與上述林地因子均呈負(fù)相關(guān),Ⅰ的草本層物種組成與上述林地因子呈正相關(guān),Ⅱ和Ⅳ與上述林地因子呈無顯著相關(guān)性(圖3b)。從多度前10物種來看,草本層優(yōu)勢(shì)種芒萁與郁閉度、AP、HN、SM均呈負(fù)相關(guān),金毛耳草與上述因子基本無顯著相關(guān)性(圖3b)。
3.4 林下植物群落穩(wěn)定性
植物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析結(jié)果表明(圖5和表3),不同類型樣地的林下群落穩(wěn)定性排序?yàn)椋孩酰?.01)gt;Ⅰ(2.86)gt;Ⅱ(5.67)gt;Ⅲ(7.80)gt;Ⅳ(11.32),其中灌木層群落穩(wěn)定性排序?yàn)椋孩螅?.85)gt;Ⅰ(4.80)gt;Ⅱ(5.78)gt;Ⅴ(6.81)gt;Ⅳ(12.55),草本層群落穩(wěn)定性排序?yàn)椋孩酰?.54)gt;Ⅱ(4.94)gt;Ⅰ(11.84)gt;Ⅳ(13.16)gt;Ⅲ(14.45)??傮w來看,對(duì)照和疏伐促新樣地的林下植物群落穩(wěn)定性較高,而皆伐補(bǔ)闊樣地的林下植物群落暫時(shí)仍處于較不穩(wěn)定狀態(tài)。從不同層次來看,皆伐補(bǔ)植林分灌木層的群落穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于其他林分,暫時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài);對(duì)照林分草本層的群落穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于其他林分,處于較穩(wěn)定狀態(tài),而皆伐補(bǔ)植和促新林分的草本層群落穩(wěn)定性較低,暫時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
3.5 林下植物群落穩(wěn)定性與物種多樣性的關(guān)系
林下不同層次植物群落穩(wěn)定性(此處取歐氏距離的倒數(shù))與物種多樣性的線性回歸結(jié)果表明,灌木層和草本層群落穩(wěn)定性與物種多樣性指數(shù)呈現(xiàn)不同的關(guān)系。具體而言,林下灌木層群落穩(wěn)定性與Margalef豐富度指數(shù)(圖6a)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(圖6b)無顯著相關(guān)性(pgt;0.05),與Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(圖6c)和Pielou均勻度指數(shù)(圖6d)呈顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.05)。林下草本層群落穩(wěn)定性與4種指數(shù)(圖6 e~h)均呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),其中Pielou指數(shù)(R2.adj=0.593)和Simpson指數(shù)(R2.adj=0.545)對(duì)草本層群落穩(wěn)定性的解釋率要高于Shannon-Wiener指數(shù)(R2.adj= 0.433)和Margalef指數(shù)(R2.adj=0.304)。
4 討論
4.1 馬尾松林改造對(duì)林下植物群落物種組成和多樣性的影響
馬尾松林闊葉化改造后不同林分灌木層優(yōu)勢(shì)種差異不大,除去補(bǔ)植的樹種外,疏伐林分(Ⅰ、Ⅱ)檵木和老鼠矢幼樹為主要優(yōu)勢(shì)種,而苦櫧幼樹在大部分樣地也均有分布。這主要是由于疏伐后林分郁閉度降低,檵木和老鼠矢等喜光耐陰物種在疏伐初期更易占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。林分改造前后的草本層優(yōu)勢(shì)種差異較大,馬尾松次生純林(Ⅴ)郁閉度較高,林下光照有限,雖然會(huì)限制林下木本植物生長(zhǎng),但卻有利于芒萁、狗脊蕨等耐蔭蕨類生長(zhǎng)。隨著采伐強(qiáng)度增大,皆伐林分(Ⅲ、Ⅳ)林下蕨類植物顯著減少,草本層以苔草、金毛耳草為優(yōu)勢(shì)種,這與前人研究類似。在物種多樣性方面,改造措施對(duì)灌木層多樣性無顯著影響,但皆伐撫育的草本層多樣性要高于疏伐無撫育,且均顯著高于對(duì)照。說明木本物種對(duì)生長(zhǎng)空間要求更高,其物種多樣性變化相對(duì)于草本有一定滯后性。但林分改造的效果具有長(zhǎng)期性,林下植物多樣性也具有動(dòng)態(tài)變化過程,一定時(shí)期后林下灌木會(huì)抑制草本的生長(zhǎng)發(fā)育,因此還需長(zhǎng)期觀測(cè)分析。
從影響因素來看,本研究表明,郁閉度、針闊比、土壤理化性質(zhì)等林地因子對(duì)林下植物組成的解釋率在40%左右,即仍有其他生物(土壤微生物)或非生物(林分結(jié)構(gòu)、地形等)因子發(fā)揮重要作用,其影響過程也較復(fù)雜。另外,林地因子對(duì)草本層物種組成的影響程度要高于灌木層,這是由于Ⅲ、Ⅳ灌木層有大量物種為栽植的幼苗(幼樹),現(xiàn)階段主要受人為作用的影響;而其他灌木幼苗自然更新時(shí)間較草本更長(zhǎng),因此灌木層物種組成暫時(shí)與林地因子的關(guān)系有限。具體而言,郁閉度是影響林下植被物種組成和多樣性最主要的因素之一。隨著采伐強(qiáng)度增大,林分郁閉度下降,林地光照和空間資源更充足,能為更多物種的侵入、定居和更新提供更多生態(tài)位空間,有利于林下草本的共存和生長(zhǎng)。當(dāng)然,土壤氮、有效磷和水分也是影響林下植物組成和多樣性的重要因素,針闊比也與林下植物多樣性顯著相關(guān)。一方面,針闊混交林同時(shí)具備了闊葉林和針葉林的林分特征,冠層結(jié)構(gòu)更豐富,增加了生境異質(zhì)性,提高了林地更新潛力,有利于幼樹生長(zhǎng)。另一方面,針葉凋落物質(zhì)地粗硬,纖維素含量高不易分解,導(dǎo)致土壤氮含量較低;而林分改造后闊葉凋落物擁有較高的N、P含量及較低的木質(zhì)素含量,且N、P釋放速度較快,還能有效增強(qiáng)土壤表層的保水能力;而且不同樹種交錯(cuò)的根系可增強(qiáng)土壤養(yǎng)分歸還和循環(huán)能力,改善林地土壤通氣狀況和水分條件,有助于林下草本生長(zhǎng)。
4.2 不同類型林分林下植物群落穩(wěn)定性及其與物種多樣性的關(guān)系
有研究表明,針葉林闊葉化改造形成的復(fù)層林冠結(jié)構(gòu)提升了空間資源的利用率,且樹種多樣性的增加有利于增強(qiáng)林地抗逆性,進(jìn)而提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但本研究表明對(duì)照林分的林下植物群落穩(wěn)定性最高,疏伐林分(Ⅰ、Ⅱ)的林下植被處于亞穩(wěn)定狀態(tài),群落穩(wěn)定性高于皆伐樣地(Ⅲ、Ⅳ),且Ⅳ林下植被的穩(wěn)定性最低,暫時(shí)仍為不穩(wěn)定狀態(tài)。這是由于Godron穩(wěn)定性測(cè)定遵循“優(yōu)勢(shì)度效應(yīng)理論”,即植物種群維持穩(wěn)定性機(jī)制的主要途徑是繁殖更新,優(yōu)勢(shì)物種增加會(huì)提高群落穩(wěn)定性。Ⅰ、Ⅱ馬尾松間伐比例不高,且未進(jìn)行割灌、除草,其林下植被與對(duì)照類似,主要以芒萁或狗脊蕨占據(jù)了大量的生態(tài)位,抑制了其他草本植物的生長(zhǎng)。而Ⅲ、Ⅳ林下群落尚在競(jìng)爭(zhēng)初級(jí)階段,草本層優(yōu)勢(shì)種還未完成新生態(tài)位的侵占和定居,物種組成仍處于動(dòng)態(tài)發(fā)展中,群落結(jié)構(gòu)和功能尚不穩(wěn)定;但隨著演替的持續(xù)進(jìn)行,林下植被物種組成和群落結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定,生態(tài)功能進(jìn)一步增強(qiáng)。
物種多樣性是反映植物群落物種組成、更新演替以及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等方面的重要指標(biāo),一般認(rèn)為物種多樣性越高,群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其穩(wěn)定性也越高。但也有研究表明物種多樣性與穩(wěn)定性具有更復(fù)雜的關(guān)系。主要原因是群落穩(wěn)定性的驅(qū)動(dòng)力并不僅限于物種多樣性,可能還包含功能冗余和功能多樣性。從本研究結(jié)果來看,灌木層群落穩(wěn)定性與物種多樣性的相關(guān)性較低,而草本層群落穩(wěn)定性與物種多樣性呈顯著負(fù)相關(guān),這與汪永文等在安徽馬尾松混交林的研究結(jié)果相似。植物群落穩(wěn)定性受種內(nèi)和種間競(jìng)爭(zhēng)、環(huán)境壓力以及人為活動(dòng)干擾等生物和非生物因素的共同影響,并不能僅以物種多樣性來反映群落穩(wěn)定性,尤其是處于群落構(gòu)建的初期階段。此外,本研究在改造樣地內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了一定程度的人為干擾(如樵采等),這些都對(duì)林下群落穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,故需加強(qiáng)對(duì)林下群落的保護(hù)與管理,保證其順利進(jìn)行正向更新演替,提高植物群落的穩(wěn)定性。
5 結(jié)論
(1)馬尾松林闊葉化改造對(duì)林下草本層的影響要高于灌木層。除疏伐促新外,其他改造措施的林下物種多樣性指數(shù)均顯著高于對(duì)照林地,其中皆伐撫育的林下物種多樣性最高。林地特征因子對(duì)草本層物種組成的影響程度高于灌木層,其中郁閉度是最顯著的影響因子。
(2)對(duì)照林地的林下植物群落穩(wěn)定性最高,疏伐林地次之,皆伐林地最低;林下灌木層穩(wěn)定性與物種多樣性相關(guān)程度較低,而草本層穩(wěn)定性與物種多樣性呈顯著負(fù)相關(guān)。
(3)從林下植物群落穩(wěn)定性及可持續(xù)經(jīng)營(yíng)角度而言,不宜對(duì)馬尾松林進(jìn)行皆伐,撫育措施應(yīng)適度漸進(jìn)式開展,促使針闊混交林逐漸過渡到闊葉混交林;在林分改造初期,盡量減少林下人為擾動(dòng),促進(jìn)林下植被更新和土壤養(yǎng)分積累。
(責(zé)任編輯:張研)
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