论文摘要
由于气候及人为等因素的影响,天然植被破坏严重,人工林的面积不断扩大,人工林在生态系统中发挥着越来越大的作用。但由于人工植被树种结构单一,与地带性天然植被差异较大而导致其群落内物质循环缓慢、土壤肥力退化、林地生产力水平降低,出现衰退现象,因此,开展人工林群落特征的研究显得尤为重要。油松（Pinus tabulaeformis）是我国特有树种,构成了我国北方针叶林中分布最广的群落,在水土保持、水源涵养方面发挥重要作用,目前还缺乏对其人工林群落特征的研究,很少从天然次生林与人工林的对比分析上来研究人工林营造和经营对群落组成、结构等方面的影响和作用。秦岭由于其特殊的地理位置和生态系统的多样性,被列为具有世界意义的生物多样性关键地区。本论文在前人研究的基础上,对位于秦岭南坡中心地带旬阳坝林区遭砍伐后经过自然恢复和人工种植恢复40年左右的油松天然次生林与人工林进行了群落物种组成、空间结构、物种多样性、幼苗更新特性、土壤营养状况等方面的初步调查和比较研究,旨在探讨油松林营造措施对群落特征的影响,为该区人工油松林的建设和经营提供有价值的参考。研究结果如下:1.对两种群落物种组成与结构的分析显示,（1）天然恢复次生林有维管植物66科104属134种,菊科（Compositae）植物最多,其次为蔷薇科（Rosaceae）、忍冬科（Caprifoliaceae）、禾本科（Gramineae）等植物;人工林有维管植物73科104属125种,蔷薇科植物最多,其次为忍冬科、菊科、禾本科等植物;两种群落含1～2个种的科均较多,科属组成较分散;人工林与天然次生林共有种为70种,种类组成相似系数为53.03%。（2）两种群落的垂直结构相似,都分为乔木、灌木和草本3个基本层,乔木层分为3个亚层;除了乔木盖度无显著差异（P＞0.05）外,人工林无论是乔木的高度和胸径,灌木的高度和盖度、还是草本的盖度均显著高于天然次生林（P＜0.05）;天然次生林与人工林乔、灌、草各层次优势种油松、白檀（Symplocos paniculata）和荚果蕨（Mattenccia strathiopteris）的重要值已无显著差异（P＞0.05）。天然次生林中油松的高度显著低于人工林（P＜0.05）,说明不论是天然恢复的次生林还是种植恢复的人工林,除油松的高度有所不同,各主要层次的物种组成已很相似。（3）水平结构分析表明,人工林与天然次生林中无论是乔木层、灌木层和草本层,其主要种均为集群分布;从空间分布格局的强度看,油松在人工林中的聚集强度明显高于次生林,白檀和荚果蕨在两种群落中的聚集强度接近;人工林乔木层植物密度显著低于次生林（P＜0.05）,灌木层植物密度与次生林无差异（P＞0.05）,草本层密度高于次生林（P＜0.05）。2.运用群落物种多样性计算的5类指标对两种群落的α物种多样性的分析表明,人工林乔木层Evenness指数高于天然次生林（P＜0.05）,Margalef指数、Richness指数低于次生林（P＜0.05）,Shannon-Wiener指数、Simpson指数无显著差异（P>0.05）。说明在人工种植和抚育条件下乔木物种分布的均匀性高,但物种数少;灌木层各指数与天然次生林均无显著差异（P＞0.05）;草本层Simpson指数显著高于天然次生林（P＜0.05）,Margalef指数、Richness指数、Shannon-Wiener指数和Evenness指数与次生林差异不显著（P＞0.05）。从物种多样性的空间变化格局看,Margalef指数、Richness指数、Shannon-Wiener指数在人工林与次生林中均呈现为灌木层＞草本层＞乔木层的相同变化趋势,Simpson指数均为乔木层＞草本层＞灌木层;而Evenness指数在两种林型中变化趋势稍有不同,次生林为灌木层＞草本层＞乔木层,人工林为灌木层＞乔木层＞草本层。就总的变化趋势来看,人工林与天然次生林都表现出林冠层的植物多样性与丰富度较低,优势度较高,而林下灌木层与草本层的植物多样性与丰富度高而优势度低的特点。3.对幼苗的统计表明,不论人工林还是次生林,油松、锐齿栎（Quercus alienavar.acutserrata）和华山松（Pinus armandii）是主要乔木树种,出现频率均为100%;油松实生苗、华山松实生苗和锐齿栎萌生苗密度在两种群落中差异不显著（P＞0.05）,而锐齿栎实生苗及其幼苗总数在次生林中的分布显著多于人工林（P＜0.05）;油松平均年龄、高度在人工林与次生林中均无显著差异（P＞0.05）,锐齿栎在人工林中的年龄和高度大于天然次生林（P＜0.05）,而华山松在次生林中的年龄和高度值较大（P＜0.05）。4.采用径级结构代替年龄结构进行种群结构动态分析。从各主要物种在两群落中径级分布看,同一种群在次生林和人工林中大小结构分布图的形状基本相似。油松种群径级分布类似倒放的J字,后续个体较多,从种群的发展趋势看应为成熟稳定型,说明油松种群不仅过去而且未来相当时间内都对该地区植被的恢复、水土保持、水源涵养发挥重要作用;锐齿栎径级结构呈金字塔型,种群个体大小基本在Ⅳ级以下,幼苗、幼树储备丰富,表现出较强的更新潜力,呈稳定增长趋势,表明锐齿栎种群可能在该地区植被恢复中产生重要作用;华山松表现出L型径级结构,径级频率分布呈连续分布,个体集中于小径级的幼苗和幼树,预示该种群能够完成自我更新,也属于进展种群。5.静态生命表和存活曲线的分析结果显示,同一种群在天然次生林和人工林中生存状况基本一致。油松种群存活曲线均为DeeveyⅡ型,锐齿栎、华山松存活曲线趋于DeeveyⅢ型;各主要种群在天然次生林和人工林中存活与死亡率动态均相似:1龄级存活数量有较大幅度下降,2龄后死亡率低而平缓,中老龄时又形成一个死亡率高峰。6.土壤分析结果表明,除人工林枯落物厚度显著高于天然次生林（P＜0.05）,pH显著低于次生林外（P＜0.05）,各土壤养分指标在群落间均无显著差异（P＞0.05）。上述结果说明,经过40年左右的恢复,人工林群落特征与天然次生林已经比较接近:物种组成较为丰富且相似度高,空间层次分化明显,林冠层的植物多样性与丰富度较低,优势度较高,而林下灌木层与草本层的植物多样性与丰富度高而优势度低,主要物种幼苗数量较多,更新良好。优势种群在两种群落中的大小结构相似,种群动态趋势相同,群落的土壤养分状况也已相同。综上所述,我们认为油松适合作为该地区的造林树种,对人工种植油松林予以抚育应当起到加速恢复植被的作用。
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