一個(gè)年齡序列巨桉人工林土壤種子庫組成與物種多樣性研究.pdf

1、人工林在為人類提供木材、減緩大氣CO2濃度上升、增加陸地森林覆蓋率和減緩人類對(duì)天然林依賴的同時(shí)，也出現(xiàn)了一系列的生態(tài)問題，例如生物多樣性下降、土地退化、生產(chǎn)力降低等，其核心是生物多樣性問題。土壤種子庫是存在于一定體積土壤中有活力的、休眠及未休眠種子。在植被恢復(fù)、天然更新與恢復(fù)、生物多樣性的維持等方面起著重要的作用。以往的研究多集中于天然植被或耕地土壤種子庫，對(duì)人工林土壤種子庫研究較少；并且隨著人工林的發(fā)展演替，土壤種子庫也將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的

2、變化，但很少有研究將林齡這一因素考慮在內(nèi)。本研究以1-10年生巨桉人工林為研究對(duì)象，分析了其土壤種子庫組成、優(yōu)勢(shì)類群、隨林齡增加土壤種子庫多樣性動(dòng)態(tài)等生態(tài)學(xué)過程及種子庫和林下植被之間的相關(guān)性。更全面、系統(tǒng)地了解退耕還林過程中土壤種子庫特征及其對(duì)地上植被更新的意義，為人工林生物多樣性保護(hù)管理、減少負(fù)面效應(yīng)和持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明：
　　 1)1～10年生巨桉人工林土壤種子庫中共獲植物58種，分屬38科48屬，以水蓼、馬

3、唐、求米草為優(yōu)勢(shì)種；常見種為爵床、鼠麴草、七星蓮、畫眉草、魚眼草、地耳草、葉下珠、繁縷、三輪草、莎草、皺葉狗尾草、酢漿草、石生繁縷、紫花地丁、車前草、裸花水竹葉、水蜈蚣、秋分草、蛇莓、糯米團(tuán)、雀稗。其余為稀有種。
　　 2)1-10年巨桉人工林土壤種子庫物種數(shù)在林齡＜5年時(shí)波動(dòng)較大，第5年時(shí)降到最低，而后隨著林齡增加而增加，到第10年，種子庫物種數(shù)為第1年的1.9倍。各林齡巨桉人工林地土壤種子庫物種組成以草本植物種子為主，土壤種

4、子庫密度隨林齡增加不斷變化，造林初年土壤種子密度最高(3090ind m-2)，巨桉林土壤種子庫密度1到6年生降低(p＜0.01)，此后隨林齡增長(zhǎng)而增加，第6年土壤種子密度為最低(1222indm-2)，到第10年，土壤種子庫密度為2098ind m-2。草本種子密度和土壤種子庫整體密度隨林齡變化一致；灌木物種密度在造林初年最低(5ind m-2),1-3年升高(p＜0.05),3-5年降低，而后隨林齡增加而顯著升高，第10年灌木物種種

5、子密度達(dá)202ind m-2。
　　 3)1-10年巨桉人工林土壤種子庫具有表聚性。土壤種子大量集中在0-5cm，其次是枯枝落葉層，5-10cm最少。1-10年巨桉人工林，枯落物中的平均種子數(shù)量占種子總數(shù)的20-21％;表層土壤(0-10cm)中平均種子數(shù)量占種子總數(shù)的79-80％，可見枯枝落葉層會(huì)保存一定量的種子，但遠(yuǎn)沒有土壤表層中保存的多。1-10年巨桉人工林，在表層土中，0-5cm土層土壤平均種子密度占種子總量的76-77

6、％，下層(5-10cm)占2-3％，各林齡巨桉土壤種子庫的密度隨土層深度的加深而減少(p＜0.01)。
　　 4)1-10年巨桉人工林土壤種子庫，灌木物種Shannon-wiener指數(shù)1-3年升高(p＜0.05),3-6年降低(p＜0.05)，而后隨林齡增加而升高(p＜0.05)。Pielou均勻度指數(shù)1-3年升高3-6年降低，而后隨林齡增加而升高，但整體趨勢(shì)未達(dá)顯著水平。Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)1-2年升高，2-3年降低，3

7、-6年升高，而后隨林齡增加而降低，變化未達(dá)顯著水平。草本物種多樣性指數(shù)隨林齡增加不斷變化，Shannon-wiener指數(shù)1-5年降低(p＜0.05)，而后隨林齡增加而增加(p＜0.05)。Pielou指數(shù)隨著林齡增加無顯著變化，Simpson指數(shù)隨著林增加1-5年升高，而后隨林齡增加而降低，但其變化未達(dá)顯著水平。從群落水平上，土壤種子庫Shannon-wiener指數(shù)1-5年波動(dòng)地降低(p＜0.01)，而后隨林齡增加而增加(p＜0.0

8、1),Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)1-5年增加(p＜0.05)，而后隨林齡降低(p＜0.05);Pielou指數(shù)1-5年降低，而后隨林齡增加而增加，但未達(dá)顯著水平。
　　 5)一個(gè)年齡序列巨桉人工林土壤種子庫各多樣性指數(shù)與農(nóng)耕地土壤種子庫各多樣性指數(shù)進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn)，除了在造林第1年不顯著之外，初年(2-4年)均顯著，且高林齡階段第9、10年均不顯著，其余年份顯著。
　　 6)退耕營(yíng)造巨桉人工林10年間，林下植被物種數(shù)和植物

9、豐富度在1-5年降低，而后又隨林齡增加而增加，10年生林地這兩個(gè)指標(biāo)分別增加為為第1年的5.09和5.83倍。10個(gè)樣地出現(xiàn)的植物78種分屬44科65屬，以灌木和草本為主。草本在物種和個(gè)體數(shù)量上均占據(jù)優(yōu)勢(shì)。造林初期草本層物種豐富度和多樣性高于灌木層，中林齡時(shí)草本層物種數(shù)漸比灌木層物種數(shù)低，高林齡時(shí)灌、草物種豐富度持平。Simpson指數(shù)(D)和Shannon-weiner指數(shù)(H)變化相似1-3年上升，隨后兩年下降而后又上升，低林齡時(shí)草