毛竹林皆伐后采伐剩余物处理方式对植物群落和土壤的影响

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:litang007
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我国亚热带地区由于毛竹(Phyllostachys edulis)扩张带来的生态危害已成为当前生态修复面临一个难题,了解毛竹林皆伐后迹地群落与土壤的自然恢复状况可为毛竹林危害区域的生态恢复提供指导。本研究在浙江省杭州市天目山国家级自然保护区毛竹林皆伐迹地设置了采伐剩余物保留(UR,Harvest residue uncleaned recovery site)与清理(CR,Harvest residue cleaning recovery site)两种处理方式研究样地,并在未采伐毛竹林设置对照样地(CK),每年对样地内乔木层、灌木层和草本层进行定位观测记录,并在皆伐后第五年采集样地内土壤进行物理、化学及胞外酶活性测定。研究结果表明:(1)恢复迹地内乔木层优势种是朵花椒(Zanthoxylum molle)、白背叶(Mallotus apelta)等落叶阔叶树种,主要优势树种无明显变化,CR主要优势种为朵花椒、白背叶,UR主要优势种则为朵花椒、臭椿(Ailanthus altissima)、檫木(Sassafras tzumu)等,二者略有不同;灌木层优势种以油茶(Camellia oleifera)和毛花连蕊茶(Camellia fraterna)等山茶科(Theaceae Mirb.)物种为主,但年际变化较大,其中CR主要优势种是油茶、山胡椒(Lindera glauca.)和毛花连蕊茶等,UR则为蓬蘽和茶等物种;草本层优势种主要是栗褐薹草(Carex brunnea)、显子草(Phaenosperma globosa)等莎草科和禾本科植物为主且主要优势种较稳定,CR和UR优势种相同。(2)恢复迹地物种多样性得到显著恢复;相较于2018年,2020年CR乔木层物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数以及Pielou均匀度指数变幅为4.6%、1.1%、14.7%和-1.3%,UR为5,2%、0、28.5%和-4.3%;CR灌木层多样性指数变幅分别为26.8%,-4.2%、-47.0%和21%,UR为5.1%、2.2%、-16.1%和13.8%;CR草本层多样性指数变幅分别为-45.8%、-25.0%、-57.2%和0,UR为-10.1%、0、-24%和13.7%;CR的乔木层α多样性指数高于UR,灌木层及草本层的α多样性指数则低于UR。(3)土壤容重等物理性质得到明显改善,CR、UR土壤容重与CK相比极显著降低,分别降低31%和14%,土壤总孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和持水量均高于CK;UR土壤的持水力整体优于CR。(4)土壤有机碳等主要养分含量有明显提高,CR、UR土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾含量均高于CK,各指标增加幅度在17%~123%不等;有效磷则表现为CR极显著低于UR和CK;由于毛竹林皆伐后采伐剩余物保留,UR土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷极显著高于CR,高出幅度在33%—99%之间。(5)土壤中几种主要胞外酶活性明显增强,CR、UR土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶活性高于CK;UR土壤3种胞外酶活性均高于CR,高出幅度在46%~98%之间。(6)经相关性分析计算可知,恢复迹地土壤物理指标与多样性指数相关关系较弱,0~10 cm和10~20 cm土层土壤中仅总孔隙度与多样性指数呈显著相关或负相关关系;土壤化学指标与物种多样性指数相关关系较强,各土壤指标与不同多样性指数之间呈现显著相关或负相关关系;土壤胞外酶活性与物种多样性指数相关关系较弱,两层土层土壤中仅β-葡萄糖苷酶与多样性指标相关关系较强外,土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶均与多样性指数呈较弱相关关系。(7)综合评价结果表明砍伐迹地得到较好恢复,毛竹林皆伐后恢复迹地土壤和物种多样性综合得分高于对照毛竹林,依次为UR>CR>CK。
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