摘要:[目的]研究不同人工林林下植物多樣性特征及與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系,為探尋科學(xué)合理的沙地生態(tài)修復(fù)模式及近自然植被重建提供理論依據(jù)。[方法]以毛烏素沙地4種典型人工林(I:樟子松人工林;II:楊樹(shù)人工林;III:沙柳人工林;Ⅳ:小葉錦雞兒人工林)為研究對(duì)象,分析不同人工林林下草本群落物種多樣性及表層土壤理化性質(zhì),并進(jìn)一步探討二者間的關(guān)系。[結(jié)果]4種人工林林下草本植物種類(lèi)由多到少依次為小葉錦雞兒人工林gt;樟子松人工林gt;楊樹(shù)人工林gt;沙柳人工林,其中,菊科、禾本科、豆科植物種類(lèi)較多,占總植物種類(lèi)的65.39%。4種人工林林下草本層Margalef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)、Pielou均勻度指數(shù)(J)之間均無(wú)顯著差異。不同人工林表層土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、有效磷、水解性氮和顆粒組成存在顯著差異,棒子松人工林土壤pH值顯著低于其他3種人工林,喬木林土壤有機(jī)質(zhì)、水解性氮含量高于灌木林,灌木林土壤有效磷含量比喬術(shù)林高,4種人工林土壤速效鉀含量無(wú)顯著差異。影響林下草本植物多樣性的土壤因子為有機(jī)質(zhì)、有效磷、pH、水解性氮以及粒度成分。[結(jié)論]毛烏素沙地不同人工林林下植物組成和土壤理化性質(zhì)具有差異,不同人工林對(duì)林下植物多樣性無(wú)顯著影響,有機(jī)質(zhì)、有效磷、pH、水解性氮為影響人工林林下植物多樣性的主要土壤因子。
關(guān)鍵詞:人工林;林下植被;植物多樣性;土壤理化性質(zhì);毛烏素沙地
中圖分類(lèi)號(hào):S 718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-1498(2024)04-0174-08
毛烏素沙地是我國(guó)北方典型的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū),也是受荒漠化影響最嚴(yán)重地區(qū)之一,生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。長(zhǎng)期的放牧及農(nóng)業(yè)生產(chǎn),引起了該沙區(qū)嚴(yán)重的植被退化及土地荒漠化,對(duì)生物多樣性造成了巨大威脅。目前,人工造林被認(rèn)為是防治土地沙漠化的最經(jīng)濟(jì)有效且持久穩(wěn)定的措施而被廣泛應(yīng)用于干旱、半干旱區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)。20世紀(jì)末以來(lái),在我國(guó)半干旱沙化區(qū)域大規(guī)模實(shí)施以人工造林作為主要生態(tài)修復(fù)措施的生態(tài)建設(shè)工程,工程區(qū)植被蓋度和人工林面積逐年增加,沙漠化趨勢(shì)得到明顯逆轉(zhuǎn),局地生境得以恢復(fù)。
物種多樣性作為群落穩(wěn)定性的重要度量指標(biāo),可反映群落結(jié)構(gòu)和功能特征,其維持機(jī)制一直是群落生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。林下植被在維持森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)等方面發(fā)揮著重要作用。近年來(lái),人工林對(duì)生物多樣性的影響備受學(xué)界的關(guān)注,人工林常以高密度純林為特征,存在生物多樣性水平和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性低等問(wèn)題。有研究表明,高密度的人工林生境,不能保有較高的生物多樣性水平,調(diào)控林分密度和樹(shù)種結(jié)構(gòu),有利于林下植被生長(zhǎng),有利于維持林地土壤肥力,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。隨著人T林林齡的增加和自然演替,林下植物種類(lèi)和多樣性發(fā)生變化,崔寧潔等對(duì)不同林齡的馬尾松(Pinus massoniana Lamb)人工林的研究發(fā)現(xiàn),林下物種豐富度指數(shù)中齡林最大,成熟林略有下降但明顯高于幼齡林,隨林齡增加林下耐陰植物增多,馬尾松林到成熟林階段其土壤肥力狀況得到一定的提升。羅維成等研究發(fā)現(xiàn),科爾沁沙地5~45年生的樟子松(Pinus sylvestris var mongholica Litv)人工林林下物種總數(shù)和草本植物數(shù)量都隨著栽植年限的增加顯著降低,土壤水分的急劇下降是樟子松人工林演替后期面臨的主要挑戰(zhàn)。不同人工林林冠結(jié)構(gòu)、林分密度等的差異將改變林下微環(huán)境,從而影響林下植物群落組成及物種多樣性。傳統(tǒng)的人工林經(jīng)營(yíng)管理中一般會(huì)清除林下植被提高林內(nèi)通風(fēng)、衛(wèi)生條件和防火,然而越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)林下植被可通過(guò)改變林地微環(huán)境、產(chǎn)生凋落物和根系分泌物等方式改善林地土壤的養(yǎng)分循環(huán)和能量流動(dòng)。