柏木低效林幾種改造模式生物多樣性研究.pdf

1、柏木林是四川盆地丘陵區(qū)的主要森林類型，同時也是兩種主要的低產(chǎn)低效林分之一。四川盆地丘陵區(qū)在長江上游生態(tài)屏障，在水土保持以及改善生態(tài)環(huán)境等方面具有重要作用。柏木低效林分林相殘敗，結(jié)構(gòu)簡單，樹種單一，水平相稀疏，物種多樣性程度低，水土流失嚴重。因此，柏木低效林分的改造對生態(tài)效益和木材產(chǎn)量的提高都具有十分重要的意義。林分改造很重要的問題就是系統(tǒng)的穩(wěn)定與健康，其中生物多樣性程度對改造成功與否有著至關重要的作用。為了探討柏木低效林改造模式地上與地

2、下，有機與無機之間的相互關系，以德陽市幾種柏木低效林改造模式為研究對象，以期為柏木低效林改造提供理論依據(jù)，以柏木低效林改造10年后四種模式:純雜交竹模式(Bambusa pervariabilis×Dendrocalamopsis daii)(CZ)、柏木(Cupressus funebrisEndl.)+榿木(Alnus cremastogyne Burk.)+雜交竹模式(BZQ)、柏木+麻櫟（Quercus acutissima C

3、arruth）模式(BL)、柏木+雜交竹模式(BZ)為研究對象，未經(jīng)改造的純柏模式(CB)為對照，對林地土壤理化性質(zhì)、凋落物、林地細根、植物多樣性、土壤微生物和土壤動物進行了研究，得到以下初步結(jié)論。
　　(1)改造模式和土層對銨態(tài)氮和土壤全磷無影響，其他指標都可能受到模式或土層的影響。土壤養(yǎng)分和水分基本上都隨著土層的加深而逐漸降低。各模式間全氮、全磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、含量差異不顯著。各模式間全鉀含量差異顯著，其中CZ(0.325

4、g·kg-1)最高，依次為CB＜BL＜BZQ＜BZ。模式間速效鉀含量差異顯著，最高的為BZQ(0.059 g·kg-1)，其余依次為BZ＜CZ＜BL＜CB。土壤含水率為BZ＞BZQ＞CZ＞CB。相比較而言在BZQ模中土壤養(yǎng)分、水分狀況和土壤結(jié)構(gòu)相對CB模式來說能得到有效的改善，但這些性質(zhì)的改善主要表現(xiàn)在表層土壤。
　　(2)柏竹與柏竹榿模式細根生物量顯著高于純柏模式，幾種模式中柏櫟模式細根生物量最小，多樣性對細根生物量影響不顯著。

5、柏竹與柏竹榿模式中柏木細根在土層中的分布呈現(xiàn)上升的趨勢，而在柏櫟模式中則呈現(xiàn)下沉趨勢，柏木細根在總細根中的比重低于柏木在柏櫟中的組成，柏櫟模式中柏木死細根的比重也明顯高于其他模式。CZ細根鉀含量與CB細根的鈣含量在幾種模式中是最高的，與其他模式間有顯著性差異，而其他細根養(yǎng)分在模式間沒有差異;細根生物量與土壤全P、細根N含量與土壤全N及細根的K含量與土壤全K全N間有顯著相關，而細根的P含量則與土壤養(yǎng)分無關。
　　(3)柏木低效林改造

6、模式林分年凋落物量為BZQ＞BZ＞BL＞CB＞CZ。低效林不同改造模式的凋落物數(shù)量在各個月的分布不均勻，除了BZQ模式，其他幾種改造模式森林凋落物量一年之內(nèi)在十月凋落量最多，在一月最低，各改造模式從一月到十月間凋落物生物量總體呈現(xiàn)上升趨勢，但是BZQ模式卻在四月有小幅的下降。對柏木低效林不同改造模式凋落物養(yǎng)分含量研究發(fā)現(xiàn)，氮磷鉀各養(yǎng)分含量差異均顯著，其中BZQ模式的養(yǎng)分含量最高。
　　(4)幾種改造模式下的灌木層與草本層植物物種，

7、其組成結(jié)構(gòu)特征存在一定差異，但在物種的分布上差異并不明顯。CZ模式由于較其他模式結(jié)構(gòu)更對獨特，擁有著較多的獨有種。在幾種改造模式中，僅有柏櫟混交林此一種模式在生物多樣性上表現(xiàn)出優(yōu)于對照模式既純柏模式。從植物多樣性的角度來看，BL改造模式植物多樣性程度更高。
　　(5)柏竹模式土壤動物數(shù)量最多，其次為柏竹榿＞純竹＞純柏＞柏櫟，土壤動物最少，模式間的土壤動物數(shù)量并沒有顯著性差異(P=0.80)。幾種模式中所有土壤動物中大型土壤動物占優(yōu)

8、勢，分別占柏櫟、柏竹榿、柏竹、純竹、純柏的42.99％、56.37％、44.34％、75.93％、58.99％。柏櫟、柏竹榿、柏竹中小型土壤動物較小型土壤動物多，而在純竹、純柏兩模式小型土壤動物較中小型土壤動物多。凋落物中氮磷鉀含量與土壤動物的總數(shù)、大中小型土壤動物的數(shù)量均無明顯相關性，只有凋落物生物量與中型土壤動物間有極顯著的正相關(P＜0.01，R2=0.978)。土壤因素中僅有土壤pH值與大型土壤動物有顯著的正相關關系。
　

9、　(6)土壤微生物中細菌數(shù)量所占的比例最大，約為60％～95％;放線菌數(shù)量占微生物總量的5％～40％;真菌只是土壤微生物中很少的一部分約占0.03％～0.24％。五種模式土壤微生物在不同的土壤深度分布變化明顯(P＜0.01)。在0～10 cm的微生物總量略多于10 cm～20 cm。土壤微生物在季節(jié)上變化也很明顯，總體呈現(xiàn)出降升降的趨勢，只是一月至四月雖然表現(xiàn)為降，但相對平緩，四至七月急劇上升，七月到十月又急劇下降。Shannon及Pi

10、elou多樣性指數(shù)總體趨勢是七月＞十月＞一月＞四月。土壤微生物數(shù)量純竹＞柏櫟＞柏竹榿＞純柏＞柏竹。細菌數(shù)量與土壤全磷、凋落物磷含量和大型土壤動物數(shù)量呈顯著正相關，與植物的Simpson多樣性呈顯著的負相關性（P＜0.05）。真菌數(shù)量與土壤全氮、細根氮含量呈負相關關系，而與土壤全磷、細根鉀含量、植物豐富度有顯著正相關。放線菌只與土壤含水率有關且正相關，與其他因子無關。微生物總數(shù)受到土壤全氮、土壤全磷的影響，其中與土壤全氮呈負相關;與土壤全

11、磷呈正相關。
　　(7)凋落物生物量、凋落物N含量、凋落物P含量、植物Pilou均勻度及植物豐富度對地下部分有顯著性的影響，但凋落物K含量、植物Simpson和植物Shannon多樣性與地下部分無明顯相關性。凋落物生物量與中型土壤動物呈極顯著正相關;凋落物N含量與土壤全N、細根N含量呈顯著正相關，但與土壤全K和細根K含量呈極顯著負相關;凋落物P含量與土壤全P、細根生物量、細根K含量和細菌數(shù)量呈顯著正相關，與細根N含量呈顯著負相關。

12、植物Pilou與土壤全N呈正相關，但與土壤全K、細根K含量呈負相關關系;植物豐富度與細根生物量、細根P含量、細根K含量和真菌總數(shù)間呈現(xiàn)正相關，與細根N含量呈現(xiàn)極顯著負相關。雖然地上與地下部分存在千絲萬縷的聯(lián)系，但從本文來看，地上與地下間相互關系并不密切。
　　在幾種模式中，BL與BZQ模式在植物多樣性、凋落物與土壤微生物方面表現(xiàn)較好，綜合考慮BL與BZQ模式相對表現(xiàn)較好，是該區(qū)域可供選擇的柏木低效林改造模式。柏木本來是川中丘陵區(qū)的

13、適生樹種，對該區(qū)域的綠化做出了重要的貢獻，只是由于其生長的紫色土瘠薄，環(huán)境承載力低，加之該區(qū)域明顯的旱澇季以及不合理的經(jīng)營利用，導致林分生產(chǎn)力和生態(tài)功能低下，但經(jīng)過眾多學者大量的研究，迄今仍未找到一種可以完全替代柏木的樹種。因此，在柏木低效林改造過程中，應適當保持林地上一定的柏木數(shù)量，選擇合適的模式營造柏木混交林，對于全砍重造要慎重，對外來物種的引進尤其要引起高度的重視;同時，由于柏木低效林所在環(huán)境承載力較低，應盡量避免人畜的破壞，適當