燕山山地小地形及整地对植物群落与土壤理化性质的影响

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河北燕山山地地形复杂多变,地形对光、水养分等生态因子具有再分配作用,因此,对植被恢复过程有重要影响作用。了解小地形生境变化对植物多样性、生长状况、群落演替过程的影响,及人为改变地形因子对生态因子的影响,对于该地区植被恢复有重要意义。本研究以围场县木兰围场林管局孟滦林场小东沟作业区的干旱阳坡为研究对象,研究了坡顶、缓坡、谷坡、切沟边坡、切沟中坡、切沟底部等6种小地形条件对植物群落物种多样性、生物量及土壤养分的影响,并探讨了人工整地对土壤理化性质的影响,以期为燕山山地植被恢复与重建提供科学依据。得到的主要结论如下:
  (1)小地形对植物群落特征具有明显影响。立地条件优越的小地形,植物物种多样性相对较低,切沟边坡与原状坡的物种多样性最高,谷坡与切沟底部相对较低;谷坡(1.1kg、51cm)和切沟底(0.88kg、42cm)的植被生物量及平均高度相对较高于其它小地形,其次为坡顶、缓台、切沟中坡,切沟边坡(0.36kg、27cm)和原状坡(0.52kg、27cm)最低;各类小地形植被覆盖度无明显差异。
  (2)小地形对土壤土层厚度、及土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾等养分元素含量具有显著影响(P<0.05),对全钾含量无显著影响;谷坡和切沟底部各养分含量明显高于其它小地形,切沟边坡与原状坡最低。
  (3)土壤对植被群落有明显影响,各个群落特征因子均与某个或多个土壤因子存在显著相关关系,其中植被生物量与土壤因子均呈正相关关系,群落多样性指数与土壤因子呈负相关关系。采用主成分分析法对各类小地形及自然坡的土地质量的评价结果表明,谷坡(2.01)与切沟底部(1.56)的土壤肥力综合评价值为最高,切沟边坡(-0.92)最低,谷坡与切沟底部这2种小地形植被的自然生态恢复能力最强。
  (4)人工整地对土壤的孔隙结构具有明显影响,整地后土壤容重明显减少,土壤孔隙度及土壤持水指标明显提高,人工整地对土壤孔隙结构的改善及土壤保水性具有促进作用。整地后土壤渗透速率明显加快。人工整地后土壤有机质、全氮、碱解氮等养分总体含量明显低于未整地土壤,自然地土壤各层化学性质随这土壤深度的加深而减小,两者具有显著相关性(P<0.05),而且,整地土壤部分养分与土层深度没有明显相关关系。随着时间的变化,自然地土壤养分含量具有显著变化,整地土壤并无显著差异。人工整地明显影响了土壤原有的层次结构。
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