兩種不同恢復(fù)模式下細(xì)根垂直分布特征比較——以縉云山常綠闊葉林風(fēng)災(zāi)跡地為例.pdf

1、風(fēng)災(zāi)是常見的自然災(zāi)害之一,其發(fā)生不僅使植被遭到破壞,如土壤等環(huán)境特征也會發(fā)生改變,因而災(zāi)害后的植被恢復(fù)十分重要。1989年6月14日深夜,縉云山遭受的史無前例的颶風(fēng),風(fēng)災(zāi)后,地表植被保存極少。在縉云山國家級自然保護(hù)區(qū)管理處組織下,對受損的森林群落進(jìn)行人工和自然等不同模式的恢復(fù)并進(jìn)行保護(hù)。風(fēng)災(zāi)后截止至2011年已經(jīng)過22年。
　　 植物根系對植物在生態(tài)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和功能、物種間的相互作用及與環(huán)境的相互作用等方面都有重要影響,其在土

2、壤中的空間格局直接影響著植物對土壤中資源的利用,從而影響植物個體或種群對土壤資源的競爭能力?？N云山地處三峽庫區(qū)腹地,擁有較完整的亞熱帶森林群落類型,能在一定程度上反映中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)的天然本底,是系統(tǒng)研究森林植被的天然實(shí)驗室。而這一區(qū)域?qū)ι值叵虏糠值难芯繕O少。因而對縉云山風(fēng)災(zāi)跡地常綠闊葉林地下部分的研究,不僅可以為三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)工程的布局、實(shí)施以及長江沿岸森林植被生態(tài)恢復(fù)等方面從另一個角度提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐,同時對亞熱帶

3、常綠闊葉林進(jìn)行區(qū)域森林生態(tài)效益評價、區(qū)域生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、流域管理及科學(xué)造林育林也具有重要意義。
　　 本研究主要是對縉云山常綠闊葉林風(fēng)災(zāi)跡地地下部分土壤理化性質(zhì)及細(xì)根垂直分布特征的研究。采用取樣方法和土壤剖面法,結(jié)合根系圖像分析儀WinRHIZO Pro2007d對細(xì)根進(jìn)行掃描分析。
　　 通過對群落環(huán)境特征的研究,結(jié)果表明:土壤環(huán)境方面,土壤的物理性質(zhì):自然恢復(fù)樣地、人工恢復(fù)樣地及對照樣地的土壤容重都隨著土壤深度的增加而

4、增大,總孔隙度、飽和含水量、自然含水量和毛管含水量等都隨著土壤深度的增加而減小。土壤容重:人工恢復(fù)樣地＞自然恢復(fù)樣地＞對照樣地,其他各物理指標(biāo)大都表現(xiàn)為對照樣地＞自然恢復(fù)樣地＞人工恢復(fù)樣地?；瘜W(xué)性質(zhì):隨著土層加深,土壤pH逐漸增大,其他化學(xué)指標(biāo)都隨著土層的增加而減少,除了pH、全氮、堿解氮表現(xiàn)為人工恢復(fù)樣地＞自然恢復(fù)樣地＞對照樣地外,其他各指標(biāo)大都表現(xiàn)為對照樣地外＞自然恢復(fù)樣地＞人工恢復(fù)樣地。群落結(jié)構(gòu)特征方面,群落可以劃分為喬木層、灌木

5、層和草本層,物種組成科屬種在兩種恢復(fù)模式下差異都比較明顯,都表現(xiàn)為自然恢復(fù)模式高于人工恢復(fù)模式。自然恢復(fù)樣地和對照樣地的群落a多樣性指數(shù)大都表現(xiàn)為喬木層＞灌木層＞草本層,人工恢復(fù)樣地群落α多樣性指數(shù)大都表現(xiàn)為灌木層＞喬木層＞草本層或者草本層＞灌木層＞喬木層。自然恢復(fù)樣地、人工恢復(fù)樣地及對照樣地對比分析可得,灌木層和草本層的α多樣性指數(shù)多表現(xiàn)為人工恢復(fù)樣地＞自然恢復(fù)樣地＞對照樣地,喬木層α多樣性指數(shù)表現(xiàn)為對照樣地＞自然恢復(fù)樣地＞人工恢復(fù)樣

6、地。
　　 對兩種恢復(fù)模式的細(xì)根垂直分布特征研究表明,細(xì)根生物量都主要集中分布在0～20cm土壤層,兩種不同恢復(fù)模式和對照樣地細(xì)根生物量均隨著土壤深度的增加而減少。各土壤層細(xì)根生物量未受風(fēng)災(zāi)影響的樣地(即對照樣地)最高,自然恢復(fù)模式都高于人工恢復(fù)模式。除了人工恢復(fù)樣地,各土壤層間細(xì)根生物量差異顯著,隨著土層的加深,各樣地之間細(xì)根生物量的差異性逐漸減小。細(xì)根表面積的分布主要集中在0～20cm的土層,各個土壤層細(xì)根表面積的分布都表現(xiàn)

7、為未受風(fēng)災(zāi)＞自然恢復(fù)＞人工恢復(fù),并且這種差異隨著土層的加深而減小。除了人工恢復(fù)樣地,各土壤層間細(xì)根差異顯著。兩種不同恢復(fù)模式及對照樣地細(xì)根的比根長的垂直分布樣地間和不同土壤層間差異都不顯著。
　　 通過對細(xì)根參數(shù)和土壤理化性質(zhì)參數(shù)的相關(guān)性研究表明:除了人工恢復(fù)細(xì)根生物量與土壤容重呈現(xiàn)顯著相關(guān)性(P＜0.05)外,其他各指數(shù)都呈極顯著相關(guān)性(P＜0.01)。兩種恢復(fù)模式及對照樣地的土壤容重都呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,其他的各個指數(shù)都呈正相關(guān)關(guān)

8、系。細(xì)根的表面積大小與土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系。土壤的理化性質(zhì)與細(xì)根表面積的皮爾森相關(guān)系數(shù)結(jié)果表明,各指數(shù)都呈極顯著相關(guān)(P＜0.01)。自然恢復(fù)模式和未受風(fēng)災(zāi)干擾樣地的細(xì)根比根長與土壤的總孔隙度、飽和含水量、毛管含水量、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷等以及人工恢復(fù)樣地的細(xì)根比根長與土壤的pH值呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性關(guān)系,人工恢復(fù)樣地的細(xì)根比根長與土壤的容重及自然恢復(fù)模式和未受風(fēng)災(zāi)干擾樣地的細(xì)根比根長與土壤的速效鉀呈顯著相關(guān)性,其它各土壤各參