半干旱裸露山地群落演替初期側(cè)柏-山毛桃種間互作關(guān)系研究.pdf

1、在半干旱石質(zhì)山區(qū)，由于水土流失嚴重，造成巖石裸露，土壤瘠薄，再加上氣候干旱，因此，植被稀少。當務(wù)之急就是探求有效可行的技術(shù)進行該區(qū)域的植被恢復(fù)。近年來，種間促進作用在極端環(huán)境的植被恢復(fù)中發(fā)揮著重要的作用，尤其是保育理論得到廣泛的應(yīng)用。但是前人的研究通常是以恢復(fù)區(qū)域現(xiàn)存的喬木、灌木甚至是草本作為保育植物，而以同齡的速生樹種作為慢生樹種的保育植物還未見報道。另外，隨著演替進程，群落種間關(guān)系又會發(fā)生怎樣的變化？因此本文以此為契機，選擇典型退化

2、石質(zhì)山區(qū)處于演替初期的人工恢復(fù)群落，以本地速生樹種山毛桃（Prunus davidiana）和慢生樹種側(cè)柏（Platycladus orientalis）的混交林為研究對象，以同齡側(cè)柏純林為對照，通過野外調(diào)查和室內(nèi)實驗相結(jié)合的方法，探討了10年生不同混植比例對慢生樹種側(cè)柏地上部分的植株生長表現(xiàn)和光合生理的影響，以及混交林中兩樹種地下根系形態(tài)特征和分布特征和林地土壤理化性質(zhì)的響應(yīng)，并且借鑒樹高和胸徑模型，對側(cè)柏生長過程進行分析研究，探明演

3、替過程中種間互作的動態(tài)變化。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)山毛桃對側(cè)柏的生長具有一定的促進作用，但是隨著林齡的增長種間關(guān)系發(fā)生著變化。通過Richards和Gompertz模型分別對側(cè)柏樹高和胸徑生長模擬，結(jié)果表明，25年生以前，群落1、2中側(cè)柏樹高和胸徑的生長量均顯著高于純林(P＜0.05)，能夠促進側(cè)柏生長;群落1中平均樹高和胸徑生長量分別在10年和15后出現(xiàn)拐點;群落2中平均樹高和胸徑的增長量均在6年左右出現(xiàn)拐點;純林平均樹

4、高生長量在10年左右最大，平均胸徑生長量在6年左右最大;25年后，純林中側(cè)柏樹高的總生長量和平均生長量均大于群落2。綜合考慮林齡和冠層結(jié)構(gòu)的發(fā)展，除了對側(cè)柏生長的促進作用，空間競爭可能會成為山毛桃和側(cè)柏生長的主要矛盾。
　　(2)適度的樹冠遮蔽更利于側(cè)柏光合作用的順利進行。混交群落2中山毛桃樹冠遮蔽程度最大，側(cè)柏葉片的Chla、Chlb和Chl(a+b)含量最高，Chla/b值最低;純林中的側(cè)柏Chl(a+b)含量最低，Chla/

5、b、Car和Car/Chl(a+b)值最大，表明側(cè)柏在強光照條件下，對光能捕獲和利用的能力降低。qP、Y(NO)日均值的大小順序為:純林＞群落1＞群落2;ΦPSⅡ、Fv/Fm、F0、Fv/F0、Y(Ⅱ)日均值的大小順序為:群落2＞群落1＞純林，ETR、Y(NPQ)日均值的大小順序為:群落1＞純林＞群落2，NPQ為:群落1＞群落2＞純林。qP、ΦPSⅡ、Fv/Fm、Fv/F0和Y(Ⅱ)的日變化曲線均呈“V”型變化，ETR、NPQ、F0和Y

6、(NPQ)的日變化曲線呈現(xiàn)倒“V”型，Y(NO)的日變化幅度較小，說明側(cè)柏對不同光環(huán)境的具有較強的適應(yīng)能力。
　　(3)在側(cè)柏-山毛桃混交群落中，側(cè)柏細根的生物量(RB)、表面積(SA)、根長密度(RLD)等指標顯著大于山毛桃，但比根長(SRL)小于山毛桃;側(cè)柏粗根的RB、SA、SRL和RLD都小于山毛桃。2D contour分布，山毛桃細根和粗根的RB、SA、SRL和RLD比側(cè)柏分布深，山毛桃細根水平分布相對較集中，主要分布在距

7、樹干30cm以內(nèi);而側(cè)柏細根水平分布相對較廣泛，在距樹干40-50cm處仍有少量;山毛桃粗根分布比側(cè)柏范圍稍大，在距樹干30-40cm仍有少量粗根分布，側(cè)柏粗根在距樹干30cm以外幾乎沒有分布。水平分布上，側(cè)柏和山毛桃細根的RB、SA、SRL和RLD均表現(xiàn)為隨著水平距離的增加先增加后減小的趨勢;側(cè)柏粗根的SA、SRL和RLD隨著水平距離的增加而減小;山毛桃粗根的RB和SRL在距樹干10-20cm時，值最大;SA和RLD在距樹干0-10c

8、m時最大。垂直分布上，側(cè)柏細根的RB、SA、SRL和RLD均隨著土層的加深而降低，粗根的SA和SRL的最大值出現(xiàn)在中間層;山毛桃細根的RB和SA最大均值出現(xiàn)在中間層，SRL和RLD均隨著土層的加深而降低;粗根的RB和和RLD的最大均值出現(xiàn)在中間層，SA和SRL均隨著土層深度的增加而降低。側(cè)柏的根系分布符合淺根系植物特點，而山毛桃根系分布具有深根系植物的特點，因而根系分布在生態(tài)位上屬于互補型，根系整體呈分層分布有效避免了根系間的過度競爭，

9、但在0-20cm土層中兩樹種根系分布交叉，可能會產(chǎn)生競爭作用。
　　(4)混植速生樹種山毛桃可以改善林地土壤理化性質(zhì)，對表層土壤理化特性的改善尤為明顯。側(cè)柏-山毛桃的混交群落中，林地土壤脲酶和蔗糖酶活性顯著高于純林(P＜0.05)，土壤各層容重、PH值減小而含水量、速效氮(AN)、有效磷(AP)、速效鉀(AK)、有機碳(SOC)、有機質(zhì)(SOM)、陽離子交換量(CEC)、鹽基飽和度(BS)、Ca2+、Mg2+和K+均有不同程度的增