摘要：本文主要針對(duì)退化喀斯特森林植被恢復(fù)問(wèn)題，以修文縣喀斯特示范區(qū)為研究對(duì)象，在示范區(qū)內(nèi)開(kāi)展對(duì)不同退化喀斯特森林群落的調(diào)查研究，采用TWINSPAN分類(lèi)法和DCA排序?qū)?1個(gè)樣地進(jìn)行群落類(lèi)型劃分，將修文縣喀斯特示范區(qū)劃分為7個(gè)森林群落類(lèi)型，并對(duì)不同類(lèi)型群落土壤理化性質(zhì)進(jìn)行深入研究，探索不同類(lèi)型群落土壤理化性質(zhì)變異規(guī)律，為下一步開(kāi)展退化植被恢復(fù)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：TWINSPAN；DCA；群落類(lèi)型；土壤理化性質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.17.061

貴州省地處我國(guó)西南地區(qū)，該省喀斯特地貌發(fā)育非常典型，面積約占全省總面積的62%。由于該地區(qū)人地矛盾的突出性，加之經(jīng)濟(jì)落后，大面積的開(kāi)山造地，導(dǎo)致大片的原生喀斯特森林遭到毀滅性的破壞，喀斯特森林植被出現(xiàn)退化，繼而引發(fā)了石漠化危害。石漠化問(wèn)題已經(jīng)誘變?yōu)樵搮^(qū)域最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，嚴(yán)重制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，并已對(duì)人們的生存問(wèn)題構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。近年來(lái)，隨著全社會(huì)生態(tài)文明意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也越來(lái)越受到人們的重視，退耕還林工程、天然林保護(hù)工程以及各類(lèi)造林綠化工程的逐步實(shí)施，使貴州的生態(tài)環(huán)境得到了有效改善，森林覆蓋率逐年提高。但由于喀斯特森林群落的特殊性，全省部分地區(qū)森林仍存在有量無(wú)質(zhì)的情況，退化森林群落面積較大，其組成結(jié)構(gòu)不合理，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，極易發(fā)生退化，如何切實(shí)改善退化森林群落的結(jié)構(gòu)，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的多種效能是解決貴州生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。本文以修文縣喀斯特示范區(qū)為研究對(duì)象，通過(guò)采用TWINSPAN分類(lèi)法和DCA排序?qū)ν嘶λ固厣秩郝溥M(jìn)行劃分，并深入研究不同類(lèi)型群落土壤理化性質(zhì)，為下一步開(kāi)展退化森林群落結(jié)構(gòu)調(diào)整提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于貴州省貴陽(yáng)市修文縣龍場(chǎng)鎮(zhèn)城邊，烏江支流的貓?zhí)佑野?，海?100～1500米，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均溫13.6℃，≥10℃積溫4097.4℃，年降雨量1235毫米，分布不均，易出現(xiàn)干旱現(xiàn)象。試驗(yàn)示范區(qū)面積共1500畝，包括強(qiáng)、中、輕度三類(lèi)石漠化等級(jí)，其中強(qiáng)度石漠化面積為260畝，中度石漠化面積為515畝，輕度石漠化面積為725畝。母巖以白云質(zhì)灰?guī)r為主。土壤為發(fā)育在白云質(zhì)灰?guī)r上的黃色石灰土和黑色石灰土，pH為4.0～7.4，土層淺薄，石礫含量高。現(xiàn)存植被為各種次生喬林、灌木林、藤刺灌叢、草坡以及石漠化荒地，群落蓋度15%。主要植物種類(lèi)有白櫟（Quercus fabri Hance）、川榛（Corylus heterophylla Fisch. ex Trautv. var. sutchuenensis Franch）、茅栗（Castanea seguinii Dode）、火棘（Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li）、光皮樺（Betula luminifera H. Winkl.）、紅葉木姜子（Litsea rubescens Lec.）、響葉楊（Populus adenopoda Maxim.）、云南鼠刺（Itea yunnanensis Franch.）、鹽膚木（Rhus chinensis Mill.）、麻櫟（Quercus acutissima Carr.）等。當(dāng)?shù)卮迕窠?jīng)濟(jì)條件較差，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，副業(yè)以挖鋁土礦為主。

2 研究方法

2.1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

巖石裸露率用裸露巖石總面積與樣地面積的百分比表示，裸露巖石面積用皮尺量測(cè)樣地每一塊巖石的尺寸，計(jì)算其面積；土壤厚度用自制測(cè)扦在樣地中隨機(jī)選擇10個(gè)點(diǎn)實(shí)測(cè)，取其平均值。土壤pH值 — 電位測(cè)定法；有機(jī)質(zhì) — 重鉻酸鉀（K2Cr2O7）容量法、外加熱法；全氮測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法；全磷 — 鉬銻抗比色法；全鉀 — 火焰光度法；水解氮 — 堿解擴(kuò)散法；速效磷 — pH8.5，0.5mol/lmNaHCO3法；速效鉀 — 1mol/L NH 4OAc浸提、火焰光度法[1]。

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要使用Excel2007、SPSS17.0、WinTWINS Version2.3和CANOCO 4.5等分析軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 退化喀斯特森林類(lèi)型劃分

3.1.1 TWINSPAN群落分類(lèi) 退化喀斯特森林類(lèi)型的劃分是開(kāi)展植被恢復(fù)研究的前提，TWINSPAN是一種理想的植物群落分類(lèi)方法，其分劃過(guò)程充分利用了能夠反映群落生境特征的指示種及其組合，可得到比較客觀、合理的分類(lèi)結(jié)果[2，3]。本文主要采用TWINSPAN分類(lèi)法對(duì)31個(gè)樣地進(jìn)行群落類(lèi)型劃分，并結(jié)合野外調(diào)查結(jié)果和群落特征對(duì)TWINSPAN分類(lèi)結(jié)果做了一些調(diào)整，選擇D=4的劃分結(jié)果，最終將示范區(qū)植被劃分為7種群叢，具體劃分結(jié)果見(jiàn)圖1。

群落類(lèi)型I：光皮樺—火棘—蕨類(lèi)+芒群叢（ASS.Betula luminifera-Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li-Cyclosorus interruptus （Willd.） H.Ito+Miscanthus sinensis），包含樣地11、12、14。主要分布在弱度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1355～1415米，坡度10～49°，巖石裸露率2%～65%，土層厚度21～75厘米，群落蓋度為85%～95%，喬木層優(yōu)勢(shì)種為光皮樺，灌木層優(yōu)勢(shì)種為火棘，草本層為蕨類(lèi)（Cyclosorus interruptus （Willd.） H.Ito）和芒（Miscanthus sinensis）。

群落類(lèi)型II：香樟—小果薔薇—白茅+藎草群叢（ASS.Cinnamomum camphora （L.） Presl.-Rosa cymosa Tratt.-Imperata cylindrica （Linn.）Beauv.+Arthraxon guizhouensis S. L. Chen et Y. X. Jin），包含樣地25、26。主要分布在中度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1297～1302米，坡度20°，巖石裸露率2%，土層厚度大于100厘米，群落蓋度為80%，喬木層優(yōu)勢(shì)種為香樟（Cinnamomum camphora （L.） Presl.），灌木層為小果薔薇（Rosa cymosa Tratt），草本層為藎草（Arthraxon guizhouensis S. L. Chen et Y. X. Jin）。

群落類(lèi)型III：光皮樺—茅栗+白櫟—芒群叢（ASS.Betula luminifera-Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li-Castanea seguinii Dode+Quercus fabri Hance-Miscanthus sinensis），包含樣地7、8、9、18、19、20。主要分布在弱度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1308～1370米，坡度15～30°，巖石裸露率2%～55%，土層厚度20～100厘米，群落蓋度80%～95%，喬木層優(yōu)勢(shì)種為光皮樺，灌木層優(yōu)勢(shì)種為茅栗和白櫟，草本層優(yōu)勢(shì)種為芒（Miscanthus sinensis）。

群落類(lèi)型IV：火棘—白茅+密毛蕨群叢（ASS.Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li-Imperata cylindrica （Linn.） Beauv.+Cyclosorus interruptus （Willd.） H. Ito），包含樣地15、16。主要分布在中度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1350米，坡度20°，巖石裸露率25%～28%，土層厚度8～10厘米，群落蓋度85%～90%，灌木層優(yōu)勢(shì)種為火棘，草本層優(yōu)勢(shì)種為白茅（Imperata cylindrica （Linn.） Beauv.）和密毛蕨（Cyclosorus interruptus （Willd.） H. Ito）。

群落類(lèi)型V：獼猴桃—蒿類(lèi)群叢（ASS.Actinidia chinensis-Artemisia japonica Thunb.），包含樣地31。分布在中度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1289米，坡度3°，巖石裸露率0，土層厚度大于100厘米，群落蓋度80%，灌木層優(yōu)勢(shì)種為獼猴桃（Actinidia chinensis），無(wú)其他木本植物分布，草本層優(yōu)勢(shì)種為蒿類(lèi)（Artemisia japonica Thunb.）。

群落類(lèi)型VI：火棘+茅栗+木姜子—密毛蕨+白茅群叢（ASS. Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li+Castanea seguinii Dode+Litsea rubescens Lec.-Cyclosorus interruptus （Willd.） H. Ito+Imperata cylindrica （Linn.） Beauv.），包含樣地21、22、23、24、27、28、29、30。主要分布在強(qiáng)度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1310～1435米，坡度15～45°，巖石裸露率5%～70%，土層厚度12～25厘米，群落蓋度25%～90%，灌木層優(yōu)勢(shì)種為火棘和木姜子，草本層優(yōu)勢(shì)種為密毛蕨和白茅。

群落類(lèi)型VII：白櫟+小果南燭+茅栗群叢（ASS.Quercus fabri Hance+Lyonia ovalifolia （Wall.） Drude var. Elliptica （S. Et Z .） H. -M.+Castanea seguinii Dode），包含樣地1、2、3、4、5、6、10、13、17。主要分布在中度石漠化區(qū)內(nèi)，海拔1338～1373米，坡度15～50°，巖石裸露率1%～55%，土層厚度12～100厘米，群落蓋度80%～100%，部分樣地有馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）喬木樹(shù)種分布，但密度低，灌木層優(yōu)勢(shì)種為白櫟、小果南燭（Lyonia ovalifolia （Wall.） Drude var. Elliptica （S. Et Z .） H. -M.）和茅栗，灌木層蓋度過(guò)大導(dǎo)致草本植物稀少。

3.1.2 DCA排序分析 采用DCA對(duì)示范區(qū)退化喀斯特森林群落31個(gè)樣地進(jìn)行分析，并根據(jù)前2個(gè)排序軸作出樣地的二維排序圖（圖2），從圖2可以看出，TWINSPAN分類(lèi)所得各群叢類(lèi)型在二維排序上有一定的分布范圍和界線(xiàn)，分析結(jié)果較一致，說(shuō)明DCA較好地反映出各植物群落之間以及植物群落與環(huán)境之間的關(guān)系，其排序的第一軸和第二軸顯示出了較顯著的生態(tài)學(xué)意義。DCA第一排序軸主要反映了各樣方土層厚度、巖石裸露的變化趨勢(shì)，從左到右樣地土層厚度逐漸增大，巖石裸露率逐漸降低，土壤環(huán)境改善明顯，DCA第二排序軸主要反映了各樣方隨坡度的變化趨勢(shì)，從下到上坡度逐漸減小。

3.2 不同群落類(lèi)型土壤特征

土壤養(yǎng)分是植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源，也是物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展與穩(wěn)定的潛在能力。本文主要對(duì)不同類(lèi)型退化喀斯特森林土壤養(yǎng)分進(jìn)行研究，不同群落類(lèi)型土壤特征統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

3.2.1 不同群落類(lèi)型土壤pH值 土壤酸堿度對(duì)土壤肥力及植物生長(zhǎng)影響較大，掌握不同群落類(lèi)型土壤酸堿度狀況對(duì)于開(kāi)展植被恢復(fù)早期樹(shù)種配置具有指導(dǎo)意義，示范區(qū)中除群落IV的土壤pH為7.78偏堿性外，其余土壤均偏酸性，其余群落pH值分布在5.13～6.33之間，均呈現(xiàn)偏弱酸性，主要是示范區(qū)屬于白云質(zhì)灰?guī)r地段，其發(fā)育的土壤呈偏中到弱酸性。

3.2.2 不同群落類(lèi)型土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中非?；钴S并普通存在的組分，其幾乎對(duì)土壤本質(zhì)的所有方面都產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響[4]。近年來(lái)的研究則承認(rèn)土壤有機(jī)質(zhì)是土壤理化質(zhì)量和健康的中心指標(biāo)。由于土壤有機(jī)質(zhì)可以對(duì)土壤理化質(zhì)量健康和植被生產(chǎn)力產(chǎn)生有益的影響，多數(shù)人認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)是土壤理化質(zhì)量衡量指標(biāo)體系中最重要的指標(biāo)。

從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，不同類(lèi)型退化喀斯特森林群落土壤有機(jī)質(zhì)存在著一定的差異，其中有機(jī)質(zhì)含量最高的是群落III，該類(lèi)型植被覆蓋率高，物種豐富多樣，林下枯枝落葉層厚，微生物種類(lèi)多，植被營(yíng)養(yǎng)返還能力高，群落II的有機(jī)質(zhì)含量最低，僅為19.54克/公斤，主要是由于該種群落為香樟純林，物種單一，香樟為常綠樹(shù)種，枯枝落葉稀少，并且由于栽植密度過(guò)大，植物生長(zhǎng)消耗了土壤中的大量養(yǎng)分，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量很低，其他類(lèi)型群落有機(jī)質(zhì)差異不明顯，值主要分布在34.17～49.46克/公斤之間。

3.2.3 不同群落類(lèi)型土壤全量養(yǎng)分 土壤養(yǎng)分全量是該元素土壤中各種形態(tài)含量的總和，一定程度上可以代表土壤的養(yǎng)分供應(yīng)的潛在水平。從圖4可以看出，不同類(lèi)型退化喀斯特森林群落土壤全量養(yǎng)分含量均是K>N>P，全N含量最高的是群落IV，含量為2.37克/公斤，最低的是群落V，含量為1.36克/公斤；全P含量均很小，其中最高的是群落IV，含量為0.41克/公斤，最低的是群落VI，含量為0.28克/公斤 ；全K含量最高的是群落II，含量為12.97克/公斤，最低的是I，含量?jī)H為1.59克/公斤，與群落II差距顯著。

3.2.4 不同群落類(lèi)型土壤有效養(yǎng)分 土壤元素的全量只能看作土壤養(yǎng)分的潛在供應(yīng)能力和貯量的指標(biāo)，植物能吸收利用的是土壤中元素的有效態(tài)，有效態(tài)元素的含量對(duì)植物生長(zhǎng)的作用較元素全量大[5]，其含量的高低直接決定植被生產(chǎn)力的大小。

從圖5可以看出，不同類(lèi)型退化喀斯特森林群落土壤有效養(yǎng)分含量普遍都是N>K>P。水解N含量最高的是群落IV，含量為221.20毫克/公斤，最低的是群落VI，含量為100.56毫克/公斤；不同類(lèi)型群落有效P含量差異不顯著，其中最高的是群落I，含量為15.61毫克/公斤，最低的是群落III，含量為12.44毫克/公斤；速效K含量最高的是群落IV，含量為146.25毫克/公斤，最低的是群落I，含量為71.33毫克/公斤。

3.2.5 不同群落類(lèi)型土壤體積 由于喀斯特區(qū)環(huán)境復(fù)雜，巖石裸露率高，小生境多樣，如石溝、石槽等小生境較多，土壤總量便成為植被恢復(fù)的早期的重要元素，土壤體積成為反映喀斯特生態(tài)系統(tǒng)潛在發(fā)展能力的重要指標(biāo)。

從表2可以看出，不同類(lèi)型群落中群落V的土層厚度大，巖石裸露率低，土壤體積最大，高達(dá)1.00立方米/平方米，土壤具有很強(qiáng)的供應(yīng)能力，其次群落II的土壤條件與群落V相當(dāng)，也具有很高的土壤體積，而群落IV土層厚度很小，僅為9.00厘米，并且?guī)r石裸露率高達(dá)26.5%，導(dǎo)致其土壤體積很小，只有0.07立方米/平方米，土壤供應(yīng)能力較差。

4 結(jié)語(yǔ)

本文采用TWINSPAN群落分類(lèi)方法將示范區(qū)植被類(lèi)型劃分為7個(gè)群叢；通過(guò)采用DCA排序分析，較好地反映出各植物群落之間以及植物群落與環(huán)境之間的關(guān)系。對(duì)退化森林群落進(jìn)行科學(xué)劃分是開(kāi)展退化植被恢復(fù)的關(guān)鍵和前提，它能為植物群落早期樹(shù)種配置和后期群落結(jié)構(gòu)調(diào)整提供理論依據(jù)。

通過(guò)研究不同群落類(lèi)型土壤理化性質(zhì)，研究表明：不同群落類(lèi)型土壤理化性質(zhì)差異顯著，土壤養(yǎng)分含量的高低能夠客觀反映不同類(lèi)型群落恢復(fù)的潛力大小。通過(guò)研究不同群落類(lèi)型土壤理化性質(zhì)，針對(duì)不同退化群落土壤養(yǎng)分狀況，制定相應(yīng)的植被恢復(fù)模式，確保植被恢復(fù)取得良好成效。

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作者簡(jiǎn)介：蔡品迪，碩士，貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，工程師，研究方向：林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)。