川西亞高山退化暗針葉林恢復(fù)評價的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)及其對策.pdf

1、以空間代替時間的方法，在川西亞高山米亞羅地區(qū)海拔3 100—3 600 m的陰坡、半陰坡，立地條件基本一致的地段，分別選擇20世紀(jì)50、60、70、80年代箭竹和蘚類原始暗針葉老齡林采伐后恢復(fù)的天然次生林為研究對象，對不同年齡的次生林進行恢復(fù)階段的劃分；分析了箭竹、蘚類次生林和原始暗針葉老齡林物種組成和多樣性、群落結(jié)構(gòu)和土壤．生態(tài)水文功能特征及岷江冷杉天然更新的主要影響因子；最后對不同恢復(fù)階段群落恢復(fù)狀態(tài)進行了綜合評價，并提出加快恢復(fù)的

2、對策，結(jié)果表明： (1)20-40年生的次生林進入以紅樺為主的闊葉林階段，其森林類型分別為蘚類紅樺林和箭竹紅樺林；恢復(fù)到50年開始進入主要以紅樺和岷江冷杉組成的針闊混交林階段，其森林類型分別為蘚類紅樺、岷江冷杉林和箭竹紅樺、岷江冷杉林；未被采伐而保留下來的160-200年生暗針葉林是以岷江冷杉為主的暗針葉老齡林階段，其森林類型分別為蘚類岷江冷杉林和箭竹岷江冷杉林。 (2)從闊葉林恢復(fù)到針闊混交林階段，群落物種豐富度顯著增

3、加，到原始暗針葉老齡林階段物種豐富度顯著降低。對箭竹次生林及原始暗針葉老齡林來說，群落均勻度、Shannon指數(shù)在針闊混交林階段達最大值，而此時喬木層優(yōu)勢度指數(shù)為最小值；而對蘚類次生林及原始暗針葉老齡林來說，群落均勻度、Shannon指數(shù)在闊葉林階段達最大值，而此時喬木層優(yōu)勢度指數(shù)為最小值。物種豐富度、群落均勻度、Shannon指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)在箭竹和蘚類兩種森林類型之間均差異不顯著。在不同恢復(fù)階段之間優(yōu)勢度指數(shù)差異不顯著，而物種豐富度

4、、群落均勻度和Shannon指數(shù)差異顯著。隨著林齡的增大，次生林與原始暗針葉老齡林間的Bray-Curtis指數(shù)呈增大的趨勢，表明與原始暗針葉老齡林間的物種組成相似性隨著林齡的增加而增大。 (3)主要優(yōu)勢樹種紅樺、岷江冷杉的密度在兩種森林類型和不同恢復(fù)階段間差異顯著。從闊葉林恢復(fù)到針闊混交林階段紅樺的密度減小，到原始暗針葉老齡林階段基本消失，而岷江冷杉的密度增大，到原始暗針葉林階段占絕對優(yōu)勢。20-40年生的闊葉林群落結(jié)構(gòu)恢復(fù)到

5、接近原始暗針葉老齡林狀態(tài)的三分之一；50年生的針闊混交林接近原始暗針葉老齡林狀態(tài)的一半。箭竹闊葉林與蘚類闊葉林群落結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度相當(dāng)。蘚類針闊混交林群落結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度比箭竹針闊混交林相對快些。在所選擇的結(jié)構(gòu)變量中，所有樹種密度與老齡狀態(tài)指數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，針葉樹比例與老齡狀態(tài)指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)最大(顯著的正相關(guān))。促進以岷江冷杉為主的針葉樹種更新能力以提高針葉樹比例、限制林分密度可能加速林分結(jié)構(gòu)向老齡林方向發(fā)展。 (4)當(dāng)恢復(fù)

6、到20-40年的箭竹和蘚類闊葉林階段，土壤．生態(tài)水文功能指數(shù)分別為0.56和0.55，當(dāng)恢復(fù)到50年的箭竹和蘚類針闊混交林階段，老齡狀態(tài)指數(shù)分別為0.68和0.67。土壤-生態(tài)水文功能指數(shù)在兩種森林類型之間差異不顯著，在不同恢復(fù)階段之間差異極顯著。所選擇的變量中胸高斷面積與土壤．生態(tài)水文功能指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)最大(r=0.9654)，胸高斷面積與林木密度呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與根密度、苔蘚層最大持水量、枯落物層最大持水量以及土壤最大持水

7、量之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系。說明通過間伐、大徑級林木的培育以降低林分密度、提高胸高斷面積可能加速土壤結(jié)構(gòu)和地被層生態(tài)水文功能向原始暗針葉老齡林方向發(fā)展。 (5)對箭竹次生林及其原始暗針葉老齡林來說，對岷江冷杉天然更新起主要作用的影響因子為母樹密度、倒木蓄積和箭竹蓋度；其中母樹密度和倒木蓄積對岷江冷杉天然更新起著顯著的直接正效應(yīng)，箭竹蓋度對岷江冷杉天然更新起著顯著的直接負(fù)效應(yīng)；增加母樹密度、倒木蓄積和減小箭竹蓋度有利于岷江冷杉天

8、然更新的發(fā)展。苔蘚層厚度對岷江冷杉天然更新產(chǎn)生顯著的直接負(fù)效應(yīng)，但通過其它影響因子的間接作用，使得苔蘚層厚度與岷江冷杉幼苗、幼樹和小樹密度之間存在顯著的正相關(guān)性。對于蘚類次生林及其原始暗針葉老齡林來說，灌木蓋度對岷江冷杉天然更新產(chǎn)生顯著的直接負(fù)效應(yīng)，是影響岷江冷杉天然更新的主要因子。苔蘚層厚度僅對岷江冷杉幼苗產(chǎn)生顯著的直接正效應(yīng)，并受其它影響因子的間接作用較小；苔蘚層厚度岷江冷杉幼樹、小樹產(chǎn)生顯著的直接負(fù)效應(yīng)，但受其它影響因子的間接作用

9、較大，說明苔蘚有利于幼苗的發(fā)生，但不利于幼苗向幼樹、小樹的過渡。 (6)由Bray-Curtis指數(shù)、老齡狀態(tài)指數(shù)和土壤．生態(tài)水文功能指數(shù)構(gòu)建的群落恢復(fù)度隨恢復(fù)時間的增加而增大，退化度隨恢復(fù)時間的增加而減小。20-40年生的箭竹、蘚類闊葉林恢復(fù)度為0.35左右，退化度為0.65左右；50年生的箭竹、蘚類針闊混交林恢復(fù)度為0.46左右，退化度為0.54左右。蘚類闊葉林及針闊混交林的恢復(fù)度分別略高于箭竹闊葉林及針闊混交林。群落結(jié)構(gòu)的