黃土高原馬欄林區(qū)植被與環(huán)境耦合關(guān)系的研究.pdf

1、馬欄林區(qū)位于黃土高原中部子午嶺南端的陜西省旬邑縣東北部，是黃土高原植被覆蓋最大的林區(qū)之一。本文在馬欄林區(qū)的典型地段選取不同植物群落為研究對象，通過對植物群落及其組成的多元分析，探討了植物群落之間的關(guān)系及植物群落與地形、土壤環(huán)境因子之間的耦合關(guān)系；通過灰色關(guān)聯(lián)分析，從植物物種水平，探討了物種之間的關(guān)系、物種與環(huán)境長期相互作用形成的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性及影響主要樹種的相對主導(dǎo)因子；通過對群落土壤養(yǎng)分分布規(guī)律的分析及群落土壤養(yǎng)分狀況的綜合評價(jià)，

2、從群落養(yǎng)分角度探討了植被與環(huán)境的耦合關(guān)系。 應(yīng)用雙向指示種分析(TWINSPAN)及除趨勢對應(yīng)分析(DCA)對該區(qū)40個(gè)植物群落樣地資料進(jìn)行了多元分析——數(shù)量分類和排序，并結(jié)合群落排序值與環(huán)境參數(shù)的回歸分析給出各群落類型的定量環(huán)境解釋，從群落水平探討了該區(qū)植物群落的基本類型、生態(tài)梯度及其與環(huán)境因子的定量關(guān)系。結(jié)果表明：在大尺度范圍內(nèi)，決定馬欄林區(qū)植物群落宏觀分布格局的主導(dǎo)因子是坡向和坡位；小尺度范圍內(nèi)，決定該區(qū)植物群落類型和分布

3、的主導(dǎo)因子是枯枝落葉層厚度(cm)、土壤腐殖質(zhì)厚度(cm)、土壤全磷(％)、速效磷(g/kg)及土壤的pH值。同時(shí)，將植物物種的排序圖及其與環(huán)境因子的關(guān)系與對植物群落的分析結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示植物群落的性質(zhì)與其種類組成有密切的關(guān)系，是各種類組成性質(zhì)的綜合反映。植物群落中優(yōu)勢層的主要種的分布格局在很大程度上決定著植物群落類型的分布格局。 通過灰關(guān)聯(lián)分析揭示了馬欄林區(qū)森林喬木層主要樹種與生態(tài)因子的關(guān)系以及影響主要樹種的相對主導(dǎo)因子

4、，研究結(jié)果顯示，不同的植物對環(huán)境條件的反應(yīng)不同。山楊(Populusdavidiana)、山荊子(Malusbaccata)等先鋒種往往生長在外界干擾相對較大的環(huán)境中。這些物種喜光，耐干旱貧瘠，耐受性強(qiáng)，可以在其它喬木林難以生長的地方生長。而油松(Pinustabulaeformis)、鵝耳櫪(Carpinusturczaninowii)、遼東櫟(Quercusliaotungensis)等與土壤因子關(guān)系密切。坡向、枯枝落葉層厚度和喬木

5、層密度是對主要樹種有重要影響的相對主導(dǎo)因子。 對不同年齡人工油松林土壤養(yǎng)分的比較分析結(jié)果顯示，各齡油松林堿解氮(mg/kg)、有機(jī)質(zhì)(g/kg)、全氮(g/kg)均高于草地，pH值低于草地，表明種植油松有利于土壤養(yǎng)分狀況的提高。對馬欄林區(qū)的植物群落樣地整體研究顯示，近土壤表面的養(yǎng)分狀況優(yōu)于深層土壤，表現(xiàn)為土壤養(yǎng)分表層富集性。 通過關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)大小排列了影響馬欄林區(qū)森林群落喬木層植物生長的土壤因子的相對主次順序，結(jié)果表明，腐

6、殖質(zhì)層和有機(jī)質(zhì)是影響森林喬木層生長(樹高、胸徑、冠幅生長)的主導(dǎo)土壤因子，其次是全氮和堿解氮，然后依次為速效鉀(ppm)、速效磷、全磷和pH值。 在應(yīng)用灰關(guān)聯(lián)分析對該林區(qū)主要森林類型的土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行的綜合評價(jià)中，遼東櫟為優(yōu)勢種的林型養(yǎng)分最好，從一定程度驗(yàn)證了鄒厚遠(yuǎn)等得出的結(jié)論——以遼東櫟為優(yōu)勢種的森林群落穩(wěn)定性高，是子午嶺地區(qū)氣候演替的頂極群落。而油松林和山楊占優(yōu)勢的混交林養(yǎng)分狀況居中，遼東櫟與白樺的混交林較差，白樺占優(yōu)勢的混