中圖分類號(hào):S793.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-923X(2025)07-0123-11
Species diversity and soil physicochemical properties of different shrub communities at Sanxingdui city wall
LUXinyao1,HAOJianfeng1,ZHAOFan2,CHENHuiqin1,BAI Yishu1,TANGLan1 (1.SchoolofForestry,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu611130,Sichuan,China; 2.Cultural Relicsand Archaeology Institute of Sichuan, Chengdu 61oo41, Sichuan,China)
Abstract:【Obective】InordertoprovidebasicdataandtheoreticalbasisfortheprotectionandvegetationrestorationofSanngdui citywall,speiesiesityndilsicoeicalproprtisofirentsubommiisonaingdicitywallesdied. 【Method】Acodingtothedistrbutioncharacteristisofshbommunitiesoeachsectionoftecitywall,typialsamplgetod wasusedtoivestigatesixsubommunitis,toxplorethespeciesdiversityharacteristics,soilphyicalandcemicalprotis, andtheircorrelationamongthediferentshrbcommunities.【Result】)Atotalof31speciesoflantsrerecorded,belonging to50familiesad04genera.Tenomenclatureresultsre,ABrousonetiapapyriferadAlangiumchinnsecommunity;B.Rus chinensis andRosacymosacommunity;C.LonicerajaponicaandRosacymosacommunity;D.BrousonetiapapyferaandLigustrum sinensecommnity;E.BroussonetiapapyriferaandSlanumculeatissimumcommnity;.Broussonetiapapyriferaadlbia simeoniscomunityTediferentommunitisintesublarallontaiedBroussonetipapiferithtefistdomantecies incommunitiesBandCbeingRuschinensisandLonierajaponicaunliketeotercommuntis tatwereallBroussonetapaifer. ThefirstdominantspciesinommuitiesCandDinteerbaceouslaerareboththeaetenantheraploxeroidesndteest ofcommunitieswere not the same.2) Shannon-Wiener index (H) ,Simpson index (H′) and species evenness index (Jsw) were the highest in theshrub layerofcommunityF.Richnessindex Dwas the highest in theshrub layer,and the lowest values of H H′ and Jsw were foundinteblrofuity.)sturetet (C),ttalospos),otalrogen)cactin (AK),quic-actigospous(A)daicater(Odedtceeitegofeilllk weight (BW)and pH tended to increase with deepening of the soil layer. The contents of MC,APand SOM in he 0-20cm layer of Community Cwereclose toand significantly larger than thosein the 20?60cm layer.TP,TN,andAKcontentsofcommunityDwere higherin the 0?10cm soil layer,the soil was acidic,andMCwas the lowest.TheTP,APandSOMcontentsofclusterEwere higherin the 20-60cm layer,thesoil wasalkalineandtheMCwas the largest.4)AK showedasignificant negativecorrelation with H H′ and Jsw valuesintheshrublayer (Plt;0.05) ,andSOMshowedasignificant positivecorrelationwith H′ and Jsw valuesintheshrub layerand H? H′ in the herb layer, Jsw values showed significant positive correlation (Plt;0.05) ,andMCshowed significant positivecorrelation (Plt; 0.05) with H H′ and Jsw values of herb layer.【Conclusion】The study showed that quick-acting potassium,water content and organic materwerethemainfactorsaffetingtespiesdiversityofdiffretshrubcommunitisontecitywallofSanxingduisite.sults ofthisstudyprovideatheoreticalbasisforthenaturalsuccessonofshrubcommunitiesinthecitywallofSanxingduisiteafterthe fallowproteioItfutureeillotietotudytdirentshbommuiisatteaningisitefotepsptiesof soil microorganisms,plant root system, and resistance to impacts.
Keywords:Sanxingduicity wall; shrubcommunity; species diversity;soil physicochemical properties
物種多樣性和重要值是群落的重要特征,反映群落的穩(wěn)定性以及發(fā)展階段。研究不同植物群落的物種多樣性對(duì)植物與生態(tài)環(huán)境多樣化的保護(hù)有著重要作用,已成為生態(tài)保護(hù)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1-2]。影響植物群落物種多樣性形成的因素復(fù)雜多樣[3-4],在土壤-植物系統(tǒng)中,土壤環(huán)境因子通過(guò)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育所需養(yǎng)分和水分的供給關(guān)系[5],影響植物群落的物種組成和分布格局,從而影響著植物群落物種多樣性[5-7]。同時(shí),植物群落也會(huì)對(duì)土壤造成影響,植物的枯落物與根系分泌物等可以改善土壤理化性質(zhì)[,土壤與植物之間的協(xié)同驅(qū)動(dòng)關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,共同影響著生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定[9-10]。
灌木是森林和灌叢生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在維持群落穩(wěn)定性和多樣性保護(hù)等方面具有重要作用[1]。灌木植物生長(zhǎng)發(fā)育依賴于土壤養(yǎng)分,灌木群落的組成、生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性都受土壤養(yǎng)分影響[7,12-13]。目前對(duì)灌木群落物種多樣性與土壤狀況相關(guān)性研究逐漸增多。如賈喆亭等[4]對(duì)阿拉善高原珍珠豬毛菜Salsolapasserina群落研究表明,土壤pH值、溫度和土壤含水量顯著影響物種多樣性指數(shù)。孫欣等[15對(duì)灌木擴(kuò)張壓力下沼澤植物群落研究發(fā)現(xiàn),土壤有機(jī)碳、水分、全氮含量以及 N:P 是影響群落物種多樣性變化的主要因子。王蒙等[]對(duì)巴丹吉林沙漠南緣植被研究顯示,土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量以及 20~40cm 土層的速效磷含量是影響群落物種多樣性的主要因子。目前對(duì)灌木群落的生態(tài)學(xué)研究主要集中于生態(tài)環(huán)境較脆弱區(qū)域[2.8,12-14],對(duì)易遭受雨水沖刷的濕潤(rùn)地區(qū)土遺址的灌木植被研究較少。
三星堆遺址是我國(guó)西南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的范圍最大、延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、文化內(nèi)涵最豐富的古文化遺址,是中華文明探源工程之一,也是中華文明“滿天繁星”中最耀眼的一顆[7]。三星堆遺址城墻總面積約12km2 ,遺址主體亦即城址面積約 3.6km2 ,為素土堆積的傾斜狀斜夯層,因其考古挖掘、生產(chǎn)活動(dòng)等人為因素,城墻遺址表面受損程度極大[18],殘存墻體總長(zhǎng)度約在 2km 以上,斷面主要呈寬大且低矮的土壟或土臺(tái)狀[19]。2002年退耕后,城墻植被得以自然演替,目前已形成灌木群落,使墻體植被覆蓋度高達(dá) 98% 以上,物種多樣性水平得以提升。學(xué)者們研究了城墻維護(hù)措施對(duì)草本群落的影響[20-21]等方面,而對(duì)三星堆城墻上的灌木群落尚未進(jìn)行研究。本研究開(kāi)展三星堆遺址現(xiàn)存城墻的典型灌木群落系統(tǒng)調(diào)查,探究其物種多樣性、土壤理化性及其相關(guān)性,以期為三星堆遺址城墻保護(hù)與植被恢復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論依據(jù),亦為濕潤(rùn)地區(qū)大型露天土遺址的科學(xué)保護(hù)提供參考。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
本研究區(qū)位于三星堆遺址,地處廣漢市鴨子河南岸( 104°11′58′′~104°12′46′′E , 30°59′30′′~30°59′38′′N? ),遺址平面呈南寬北窄的不規(guī)則梯形,東西長(zhǎng) 5~6km ,南北寬 2~3km ,保留有東、西、南、月亮灣、三星堆城墻,城墻寬 40~50m 長(zhǎng)約 495~1200m 。2002年以前,遺址城墻處于無(wú)人管理狀態(tài),受自然災(zāi)害和人為耕作破壞嚴(yán)重,自2002年起,在三星堆遺址建立起核心保護(hù)區(qū),禁止對(duì)其遺址城墻進(jìn)行耕種,城墻植被多樣性開(kāi)始恢復(fù)。
三星堆遺址地勢(shì)為北西高南東低,土壤為粉質(zhì)黏土和沖積粉土。氣候?qū)倥璧刂衼啛釒駶?rùn)氣候區(qū),多年平均氣溫為 16.3°C ,平均降水量為 890.8mm ,平均相對(duì)濕度為 82% 。氣候溫和,干濕明顯,四季分明,大陸性季風(fēng)氣候顯著。春季降水較少;夏季較熱,暴雨多;秋季常有綿陰雨;冬季干燥,溫暖多霧。三星堆遺址城墻灌木層主要由構(gòu)樹(shù)Broussonetiapapyrifera、小果薔薇Rosacymosa、鹽膚木Rhuschinensis、忍冬Lonicerajaponica、山槐Albiziasimeonis等組成,草本層主要有艾Artemisia argyi、節(jié)節(jié)草Equisetumramosissimum、 空心蓮子草Alternantheraphiloxeroides、大白茅Imperatakoenigii、野菊Chrysanthemumindicum等組成。
1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查
2022年12月,在全面踏查基礎(chǔ)上[22],采用典型樣地法,對(duì)城墻灌木群落進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查區(qū)域包括東城墻、西城墻、南城墻、月亮灣城墻和祭祀?yún)^(qū)城墻。根據(jù)各段城墻植物分布情況,共分為6個(gè)群落,群落名稱由調(diào)查樣地優(yōu)勢(shì)物種(灌木層重要值前2位植物)確定[23]。其中群落C為西城墻的二層臺(tái),低于西城墻主段,為匯水地形。每段城墻同一群落設(shè)置4個(gè) 30m×20m 的樣地,布置在墻體中部,相鄰樣地間隔 10m 以上,群落對(duì)應(yīng)樣地概況見(jiàn)表1。每個(gè)樣地沿對(duì)角線設(shè)置6個(gè)5m×5m 的灌木樣方,12個(gè) 1m×1m 的草本樣方,分別統(tǒng)計(jì)灌木和草本植物的種類、株數(shù)(叢數(shù))、高度和蓋度。
1.3 指標(biāo)測(cè)定
1.3.1 物種多樣性與重要值
選用重要值來(lái)描述某物種的相對(duì)重要性,鑒別植物群落的優(yōu)勢(shì)種。選取 α 多樣性中物種豐富度指數(shù) (D )、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)( (H) 、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù) (H′) 和Pielou均勻度指數(shù) (Jsw) 4項(xiàng)指標(biāo)反映群落物種多樣性,計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[24]。
1.3.2土壤因子調(diào)查及測(cè)定
土壤采集:當(dāng)群落特征調(diào)查完成后,由省考古研究院相關(guān)專家?guī)ьI(lǐng),在每個(gè)樣地選取不會(huì)對(duì)城墻造成破壞的3個(gè)點(diǎn)位后,由專業(yè)人士用“洛陽(yáng)鏟”和取土鉆進(jìn)行采集,除去表層未分解及半分解的凋落物,由上至下將土壤分為4層C 0~10 、 10~20 , 20~40 一 40~60cm ),分層進(jìn)行混合取樣和環(huán)刀取樣。土樣帶回實(shí)驗(yàn)室,環(huán)刀土用于測(cè)定土壤容重等物理性質(zhì);混合土用于測(cè)定土壤化學(xué)性質(zhì)。
土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定,土壤含水量采用烘干法測(cè)定。土壤pH值用酸度計(jì)法測(cè)定;全氮(TN)用凱氏定氮法測(cè)定;全磷(TP)采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定;全鉀(TK)用火焰光度法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)(SOM)采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法測(cè)定,速效磷(AP)采用鹽酸和硫酸溶液浸提法測(cè)定,速效鉀(AK)采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[25]。
1.4 數(shù)據(jù)處理
使用SPSS27.0和Excel2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì);采用單因素方差分析(One-wayANOVA)和最小顯著差異法(LSD)檢驗(yàn)三星堆遺址城墻不同灌木群落物種多樣性和土壤理化性質(zhì)指標(biāo)的差異顯著性( P=0.05 );采用Origin2021軟件作基礎(chǔ)圖和相關(guān)性熱力圖;用Canoco5軟件對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行冗余(RDA)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 三星堆遺址不同灌木群落物種組成與重要值
三星堆遺址城墻24個(gè)樣地中共記錄植物118種,隸屬于55科98屬。其中,灌木層22科30屬33種,草本層33科68屬85種。如表 2~3 所示,根據(jù)灌木層前2位優(yōu)勢(shì)種命名群落:A.構(gòu)樹(shù) + 八角楓灌木群落、B.鹽膚木 + 小果薔薇灌木群落、C.忍冬 + 小果薔薇灌木群落、D.構(gòu)樹(shù) + 小蠟灌木群落、E.構(gòu)樹(shù) + 喀西茄灌木群落、F.構(gòu)樹(shù) + 山槐灌木群落。灌木層不同群落均含有構(gòu),且群落A、D、E和F的第一優(yōu)勢(shì)種均為構(gòu)樹(shù),第二優(yōu)勢(shì)種則各不相同;重要值大小為 Dgt;Agt;Egt;F C 0.634gt;0.512gt; 0.319gt;0.289 );而群落B和C的第三優(yōu)勢(shì)種為構(gòu)樹(shù),第一優(yōu)勢(shì)種不同分別為鹽膚木(0.499)和忍冬(0.448),第二優(yōu)勢(shì)種相同為小果薔薇。草本層中群落C和D的第一優(yōu)勢(shì)種相同均為空心蓮子草,重要值分別為0.31和0.10;其余群落第一優(yōu)勢(shì)種均不相同,群落A為大白茅(0.264),群落B為艾(0.435),群落E為節(jié)節(jié)草(0.389),群落F為鬼針草(0.131)??招纳徸硬菰诿總€(gè)群落中均有分布,艾、節(jié)節(jié)草、野菊、蛇莓在較多群落分布;群落C中重要值較大的物種中水芹、稗、水蓼和紅蓼為喜濕的單獨(dú)種。
2.2 三星堆遺址不同灌木群落物種多樣性指數(shù)
由表4可知,除群落B的物種均勻度指數(shù) Jsw"外,草本層物種多樣性指數(shù)均大于灌木層。在灌木層中,群落F的Shannon-Wiener指數(shù) H 顯著大于其他群落( ?Plt;0.05 ),其余群落之間無(wú)顯著差異( Pgt;0.05 );群落F和B的Simpson指數(shù)H′ 和Pielou均勻度指數(shù) Jsw 顯著大于其他群落,其余群落之間 Jsw 值無(wú)顯著差異 (Pgt;0.05) ;群落F和E的豐富度指數(shù) D 顯著大于其他群落1 (Plt;0.05 )。群落B和D的 D 值顯著低于其他群落。在草本層中,群落F的 H,H′ 和 Jsw 值均顯著大于其他群落,群落D的 D 值顯著大于其他群落;群落C的 H 和 H′ 值均顯著小于其他群落;群落B的 D 值顯著低于其他群落;群落C和E的Jsw 值顯著小于其他群落。
2.3 三星堆遺址不同灌木群落土壤物理性質(zhì)
由圖1可知,土壤容重隨土層深度加深呈現(xiàn)增加趨勢(shì),其中群落C(忍冬 + 小果薔薇群落)的增加趨勢(shì)更明顯;土壤含水量隨土層深度加深呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。在 0~10cm 土層處,群落B(鹽膚木小 + 果薔薇群落)和D(構(gòu)樹(shù) + 小蠟群落)土壤容重顯著大于其他群落( Plt;0.05) ;在 10~ 20cm 土層處,群落D土壤容重顯著大于其他群落( Plt;0.05 ;在 20~40cm 土層處,群落B、C和D土壤容重顯著大于其他群落( ;在 0~60cm 土層處,群落E(構(gòu)樹(shù) + 喀西茄群落)土壤容重均最小。在 0~60cm 土層處,群落E的土壤含水量顯著大于其他群落(
);在0~60cm 土層處,群落D的土壤含水量均最小。
2.4 三星堆遺址不同灌木群落土壤化學(xué)性質(zhì)
由圖2可知,土壤 pH 值隨土層深度加深而呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。有機(jī)質(zhì)(SOM)、全氮含量(TN)、全磷含量(TP)、速效鉀含量(AK)和速效磷含量(AP)均隨土層深度加深呈現(xiàn)減小趨勢(shì);且SOM在 0~10cm 王層含量顯著大于其他土層。pH值隨土層深度加深呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。全鉀(TK)隨王層深度加深變化不顯著。
不同灌木群落土壤化學(xué)性質(zhì)差異性明顯。在0~60cm 王層,群落E的土壤pH值顯著高于其他群落 Plt;0.05 ),土壤整體呈堿性;群落C的土壤 pH 值在 0~40cm 土層中最小,土壤整體呈酸性。不同群落SOM在 0~10cm 土層無(wú)顯著差異0 ?Pgt;0.05) ;群落C的SOM在 10~20cm 土層最大;群落E的SOM在 20~60cm 土層最大。群落D、E和C的TP分別在 0~10 、 10~20cm !20~40cm 土層顯著高于其他群落( Plt;0.05 ),群落A的TP在 0~40cm 土層最小。在 0~10cm 土層,群落D的TN顯著高于其他群落;在10~40cm 土層,各群落的TN無(wú)顯著差異( Pgt; 0.05)。AK在 0~40cm 土層中,表現(xiàn)為群落D最大,群落B最小。在 0~20cm 土層;群落C的AP顯著高于其他群落 (Plt;0.05) ;群落E的AP在 0~ 40cm 土層最小。
2.5 物種多樣性指數(shù)與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性
將土壤理化性質(zhì)與物種多樣性進(jìn)行冗余分析,結(jié)果如下:由圖3A可知,RDA1軸和RDA2特征值分別為 32.98% 和 14.41% ,累積解釋度為47.36% 。土壤因子解釋度靠前的有:速效鉀含量(AK 19.3% )、土壤含水量(MC 10.2% )、土壤容重(BW 8.0% )、全磷含量(TP 5.3% )和有機(jī)質(zhì)含量(SOM 3.6% )。草本層多樣性指數(shù)與AK、MC、TP和SOM呈正相關(guān),與BW呈負(fù)相關(guān)。灌木層多樣性指數(shù)與BW和SOM呈正相關(guān),與AK、MC和TP呈負(fù)相關(guān)。灌木層物種多樣性指數(shù)與草本層物種多樣性指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。蒙特卡洛置換檢驗(yàn)結(jié)果表明,AK是顯著影響物種多樣性的主要因子。
將土壤理化性質(zhì)與物種多樣性進(jìn)行熱圖分析,結(jié)果如下:由圖3B可知,草本層 Jsw 與灌木層 H? (204號(hào)H′ 和 Jsw 呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。灌木層 H 與TP呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系,與AP和AK呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;灌木層 H′ 和 Jsw 與AK呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與SOM呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系;灌木層 D 與 pH 值、TK和BW呈現(xiàn)顯著或極顯著( Plt;0.01 )正相關(guān)關(guān)系,與TP、TN和MC呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;草本層 H,H′ 和 Jsw 與SOM和MC呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系;草本層 Jsw 與AP呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系( Plt;0.05 );草本層 D 與AK呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。冗余分析結(jié)果與熱圖分析結(jié)果相似;冗余分析為整體分析,表示出不同土壤因子的解釋度,熱圖分析更為詳細(xì),分別展示不同多樣性指數(shù)與土壤因子的相關(guān)性。
3討論
物種多樣性和重要值是群落的基本特征,是群落組成結(jié)構(gòu)的表現(xiàn),也是環(huán)境狀況的反映[2]。影響物種多樣性的主要因素包括物種競(jìng)爭(zhēng)、人為干擾和環(huán)境差異[2-3.26]。三星堆遺址城墻24 個(gè)樣地中共記錄植物118種,隸屬于55科98屬,不同灌木群落灌木層均有構(gòu),且4個(gè)群落優(yōu)勢(shì)種以構(gòu)樹(shù)為主。自2002年禁耕保護(hù)后,當(dāng)?shù)貥?shù)種構(gòu)樹(shù)由于其種子小和根蘗強(qiáng),傳播距離廣,傳播范圍大,使得不同灌木群落灌木層均有構(gòu)樹(shù)[27]。鹽膚木、小果薔薇和忍冬均為藥用植物,退耕前為當(dāng)?shù)鼐用裨谖鞒菈ΨN植,退耕后由于適應(yīng)性強(qiáng)且根蘗發(fā)達(dá),經(jīng)過(guò)20年演替后仍能成為群落B(鹽膚木 + 小果薔薇群落)和群落C(忍冬 + 小果薔薇群落)的優(yōu)勢(shì)種。群落F(構(gòu)樹(shù) + 山槐群落)構(gòu)重要值最小,物種多樣性最高,這是因?yàn)榧漓雲(yún)^(qū)的群落F位于三星堆遺址中心,內(nèi)城河“馬牧河”緊挨祭祀?yún)^(qū),通過(guò)水流帶來(lái)豐富的種源,同時(shí)退耕前周圍居民居住最為密集,人為活動(dòng)引來(lái)外來(lái)種源[28],使群落F表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)種的地位突出(高 H′ 值),同時(shí)其他伴生植物種均勻分布(高 Jsw 值),這增加了群落整體的穩(wěn)定性。群落B物種豐富度 D 最低,但其他物種多樣性指數(shù)相對(duì)較高,這可能是因?yàn)閮?yōu)勢(shì)種鹽膚木根蘗能力僅次于構(gòu)樹(shù)[29],在演替過(guò)程中形成大片的鹽膚木林,成為群落B的主要優(yōu)勢(shì)種,退耕前在種植期間人為去除了一些雜草雜灌,退耕后由于西城墻周圍是大片農(nóng)田,導(dǎo)致種源匱乏(低 D 值),但其植物分布均勻(高 Jsw 值)。群落C的物種多樣性最低,其中優(yōu)勢(shì)種忍冬、空心蓮子草、水芹等均為耐澇或喜濕植物,該樣地含水量和有機(jī)質(zhì)在 0~20cm 土層處的值顯著大于 40~60cm 土層的值( Plt;0.05, ,是其2倍多,且在 0~10cm 土層處土壤容重顯著小于其他土層,因此表層形成匯水區(qū),而這些植物與其他植物相比更適合該環(huán)境,競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng),擠壓其他植物生存空間(低 H? Jsw 值),使該群落物種數(shù)較低(低 D 值)。群落D(構(gòu)樹(shù) + 小蠟群落)灌木層第一優(yōu)勢(shì)種構(gòu)樹(shù)重要值最大,多樣性比草本層好,這可能與該樣地土壤容重大和土壤含水量小有關(guān),同時(shí)群落D的全磷、全氮、速效鉀在 0~10cm 含量最大,這有利于根系短、需水量少的草本植物生長(zhǎng),而不利于灌木生長(zhǎng)。
土壤是氣候、母質(zhì)、植被、地形長(zhǎng)期綜合作用的產(chǎn)物,土壤理化性質(zhì)可量化土壤生態(tài)作用[30]。土壤養(yǎng)分是植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的重要來(lái)源,土壤中包含的營(yíng)養(yǎng)元素是衡量一個(gè)地區(qū)土壤肥力的重要指標(biāo)[431]。本研究表明,不同灌木群落有機(jī)質(zhì)(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效鉀(AK)和速效磷含量(AP)均隨土層深度加深呈現(xiàn)減小趨勢(shì),與安寧等[32]的研究結(jié)果相似,這可能與土壤表層的有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充相關(guān),土壤中的N、P、K主要來(lái)源于凋落物,植物和土壤之間的交互作用主要集中在表層土壤中,有利于土壤養(yǎng)分的截留和積累[33],即養(yǎng)分指標(biāo)在垂直方向上存在明顯的“表聚效應(yīng)”[34]。土壤容重(BW)隨土層深度加深呈現(xiàn)增加趨勢(shì),王壤含水量(MC)隨土層深度加深呈現(xiàn)降低趨勢(shì),城墻為夯土構(gòu)造,越往下土壤越緊實(shí),墻體的所受的侵蝕和破壞從城墻表面開(kāi)始,同時(shí)植物根系的向下生長(zhǎng)和其枯落物的凋落使表層土壤較為疏松,這使得表層土壤容重最小,含水量最大;而下層土壤在城墻內(nèi)部,受侵蝕少,處于比較緊實(shí)狀態(tài)。這與譚學(xué)進(jìn)等[5研究結(jié)果相似。
0~20cm 王層,群落C(忍冬 + 小果薔薇群落)的MC和SOM含量顯著大于 20~60cm 土層,這可能與群落C優(yōu)勢(shì)種為忍冬有關(guān),鄒建飛[35]對(duì)4種林分調(diào)落物持水量研究顯示,忍冬林分凋落物持水量最大,因此在表層土壤含水量高;群落C的 pH 值在 0~20cm 土層中最低,為酸性土壤,土壤酸性可以促進(jìn)速效磷的釋放和轉(zhuǎn)化[3,因此速效磷含量在 0~20cm 土層最高。群落D(構(gòu)樹(shù)小蠟群落)的MC最小,BW最大,TP、TN、AK含量在 0~20cm 土層較高,該段城墻僅剩下底部,城墻為夯土構(gòu)造,越往下土壤越緊實(shí),因此該樣地的容重比其他樣地的大,從而導(dǎo)致土壤含水量小,使得土壤養(yǎng)分集中分布于土壤表層[3]。群落E(構(gòu)樹(shù)喀西茄群落)的MC和pH值最大,BW最小,TP、AP、SOM含量在 20~60cm 土層較高。這是由于其優(yōu)勢(shì)種構(gòu)樹(shù)較為密集和喀西茄葉片面積較大,林冠層降雨截留能力較強(qiáng),同時(shí)草本層節(jié)節(jié)草和拉拉藤大面積覆蓋在土壤表層,增強(qiáng)了水土保持效果。對(duì)土壤進(jìn)行加固提高了根土復(fù)合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而降低土壤容重,改善土壤透水與保水能力,使其土壤含水量最高[1;含水量高也增加了TP和AP含量,隨著水分下滲至土壤更深層中[36]。
植被生長(zhǎng)過(guò)程也是植物對(duì)土壤環(huán)境的不斷適應(yīng)和改造的過(guò)程,而土壤養(yǎng)分是植被生長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力之一[5]。黃雅茹等[]對(duì)烏蘭布和沙漠東北緣典型灌木群落研究可知,土壤有效磷和有機(jī)質(zhì)含量是影響物種多樣性指數(shù)主要因子。卓文花等[對(duì)桂林丘陵區(qū)不同坡位灌木研究可知,有機(jī)質(zhì)、全磷、有效氮和含水量是影響灌木物種多樣性的主要土壤因子。本研究發(fā)現(xiàn),速效鉀(AK)與灌木層 H,H′ 和 Jsw 值呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系( Plt;0.05) ),這與灌木層物種多樣性增加,更大地利用了速效鉀,使得速效鉀含量減少有關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)與灌木層 H′ 、 Jsw 值和草本層 H,H′ , Jsw 值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,土壤容重與草本層 H,H′ , Jsw 值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。這與缺水和生境條件差的沙漠地區(qū)研究結(jié)果相似[2.13.1d],土壤有機(jī)質(zhì)和土壤含水量對(duì)群落物種多樣性也有顯著影響,而對(duì)群落物種多樣性有影響的土壤營(yíng)養(yǎng)元素不同,這與研究區(qū)域異質(zhì)性有關(guān)。與之相似的是三星堆遺址城墻土壤含水量也處于一個(gè)較低水平,植物生長(zhǎng)發(fā)育所需水分不足,因此土壤水分增加可促使群落物種多樣性增加;同時(shí)有機(jī)質(zhì)的增加改善了土壤結(jié)構(gòu),增加土壤孔隙度,也改變了土壤的膠體狀況,使土壤吸附作用增強(qiáng),有利于土壤水分的保持,有機(jī)質(zhì)分解帶來(lái)的養(yǎng)分也利于植物生長(zhǎng)[14]。
4結(jié)論
三星堆遺址城墻不同灌木群落的物種多樣性與土壤理化性質(zhì)差異大,灌木層不同群落均含有構(gòu)樹(shù),其中群落B和C的第一優(yōu)勢(shì)種分別為鹽膚木和忍冬與其他群落均為構(gòu)不同。群落F(構(gòu)樹(shù)山槐群落)的物種多樣性最大,物種分布最均勻。群落C(忍冬 + 小果薔薇群落)和群落E(構(gòu)樹(shù)喀西茄群落)的土壤養(yǎng)分高。土壤速效鉀與灌木層H,H′ 和 Jsw 值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,有機(jī)質(zhì)與灌木層 H′ FJsw 值和草本層 H,H′ , Jsw 值呈正相關(guān)關(guān)系,含水量與草本層 H,H′. , Jsw 值呈正相關(guān)關(guān)系。該研究為三星堆遺址城墻退耕保護(hù)后灌木群落自然演替提供理論依據(jù)。未來(lái)將從土壤微生物、植物根系、抗沖性角度繼續(xù)對(duì)三星堆遺址不同灌木群落進(jìn)行研究。
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[本文編校:吳毅]