大興安嶺火燒跡地落葉松人工林生態(tài)效應研究.pdf

1、為了探討火燒跡地植被恢復過程中生態(tài)效應的變化規(guī)律。采用時空互代法，以大興安嶺重度火燒跡地不同恢復年限落葉松人工林為研究對象，以重度火燒跡地作為對照樣地，對土壤質量演變、枯落物及土壤水文效應、植物多樣性和生物量分配格局以及小氣候變化進行了研究，利用主成分分析對植被恢復過程中生態(tài)效應進行綜合評價。結果表明：
　　(1)植被恢復過程中土壤物理和化學性質波動變化，火燒跡地恢復24a時土壤容重最小，土壤全氮、全磷、速效磷和有機質含量均最高。

2、植被恢復過程中0-10cm和10-20cm土層微生物量碳含量分別為334.77～1764.34mg/kg和267.17～1123.07mg/kg，0-10cm和10-20cm土層微生物量氮含量分別為34.17～182.14 mg/kg和23.45～84.81mg/kg。隨著恢復年限的增加，土壤微生物量碳、氮含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。植被恢復過程中土壤酶活性波動變化，恢復24 a時4種土壤酶活性均高于重度火燒跡地，土壤微生物量、酶活性與土壤

3、養(yǎng)分含量密切相關。土壤容重、毛管孔隙度、堿解氮含量、蔗糖酶和過氧化氫酶活性等指標在植被恢復過程中土壤質量評價中占主導地位，植被恢復過程中土壤質量波動變化。
　　(2)植被恢復過程中枯落物層蓄積量為3.01～6.04t/hm2，枯落物層最大持水量為6.66～30.23t/hm2。隨著恢復年限的增加，枯落物層最大持水量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢?？萋湮锟傆行r蓄深在0.51～1.45mm之間，表現(xiàn)出隨著恢復年限的增加而增強的趨勢。枯落物持水量

4、(W)和吸水速率(V)與浸水時間(t)分別按W=k lnt+p和V=ktn方程變化。植被恢復過程中土壤飽和貯水量顯著高于枯落物層最大持水量，土壤入滲性能總體呈現(xiàn)逐漸增強的趨勢?；馃E地恢復24 a時土壤初滲速率、穩(wěn)滲速率和前70min累積入滲量均最大，穩(wěn)滲時間較長，土壤入滲性能較好?；纛D模型能夠較好地擬合土壤入滲過程，土壤入滲特征指標與理化性質有較好相關性。植被恢復過程中土壤飽和持水量占林地總持水量的97％以上，火燒跡地恢復24a時林地

5、總持水量最高，為1180.93t/hm2，恢復16a時最低，為897.67 t/hm2。土壤滯留貯水量和入滲特征指標在植被恢復過程中枯落物和土壤水文效應評價中占主導地位，植被恢復過程中枯落物和土壤水文效應呈現(xiàn)逐漸增強的趨勢。
　　(3)植被恢復過程中草本層物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)高于喬木層和灌木層。群落物種多樣性波動

6、變化，火燒跡地恢復21a時群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)最高，恢復13a時群落Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)最高。植被恢復過程中喬木層生物量為3.636～115.603t/hm2，隨著恢復年限的增加逐漸增大。灌木層生物量和枯落物層蓄積量呈波動式變化。草本層生物量為0.018～0.408 t/hm2，隨著恢復年限的增加逐漸減小。群落生物量為10.80～123

7、.96t/hm2，隨著恢復年限的增加逐漸增大。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)與地表生物量顯著或極顯著負相關。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)在植被恢復過程中植物多樣性和生物量分配格局評價中占主導地位。植被恢復過程中植物多樣性和生物量恢復效果波動變化。
　　(4)植被恢復過程中6～9月份地表5cm深處月平均土壤溫度

8、為8.22～18.73℃，地表10 cm深處月平均土壤溫度為7.70～18.25℃。隨著恢復年限的增加，月平均土壤溫度、各月份土壤最高溫、最低溫呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，各月份土壤溫差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。植被恢復過程中地表5cm深處土壤溫度日較差比10cm深處大，地表5cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時間比10cm深處早。隨著恢復年限的增加，地表5cm和10cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時間表現(xiàn)出延遲的趨勢，土壤溫度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。植

9、被恢復過程中6～9月份月平均空氣溫度為7.67～18.92℃，月平均空氣濕度為58.71～82.90％。植被恢復過程中月平均空氣溫度呈現(xiàn)降低的趨勢，月平均空氣相對濕度呈現(xiàn)增加的趨勢?？諝鉁囟热兆兓实埂癠”型，空氣相對濕度日變化呈“U”型。隨著恢復年限的增加，空氣溫濕度最高值、最低值出現(xiàn)時間表現(xiàn)出延遲的趨勢，空氣溫度和空氣相對濕度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。土壤溫度、空氣溫度及空氣相對濕度之間表現(xiàn)出較強的相關性。土壤溫度和土壤溫度日較差在