西南喀斯特山地林下经济对植被和土壤的影响

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本文从林下经济模式下植物多样性、土壤物理性质、土壤化学性质和土壤微生物数量等方面,系统地研究了西南喀斯特山地林下经济模式后林下植被和土壤生态特征的变化,其结果如下:林下经济模式下植被丰富度均出现减少,在六种林下经济模式中,黄葛树林下种草模式下植物丰富度最大,麻竹林下最小;Simpson和Shannon多样性指数在麻竹林下养禽模式下为对照>模式,其余五种模式下为模式>对照;六种模式Pielous均匀度指数均为对照>模式;Alatalo优势度指数在马尾松林下养畜模式下最大,在黄葛树林下种草模式下最小。麻竹林下养禽和麻竹林下种菌模式在Jaccard和Sorenson相似性指数下均表现出模式=对照,且相似度指数最高,达到1.0;桉树林下养禽模式相似性指数最低,Jaccard和Sorenson相似性指数分别为0.15和0.27;多样性阈值最大的为黄葛树林下草为2.4;属于Ⅲ,麻竹林下养禽和种菌最低,为0.7,属于Ⅳ。对土壤养分的影响各有差异,有机质在桉树林下种菌和麻竹林下养禽中增加最多,全氮、碱解氮、速效钾含量均在马尾松林下养畜中增加最多,全磷在桉树林下菌中增加最多,全钾在麻竹林下禽中增加最多。从微生物总量来看,土壤中表现为桉树林下禽中最多,麻竹林下菌中最少;腐殖层中则表现为麻竹林下禽中最多,桉树林下菌中最少。微生物数量与有机质、有效磷和碱解氮呈正相关关系。不同林地和同一林地不同层次土壤渗透各指标存在很大差异,0-10cm土壤总渗透量在麻竹林下种菌模式中最强,达到449mL;其次是黄葛树林下种草模式,为427.5mL;再次是麻竹林下养禽模式,为389.4mL;以桉树林下种菌模式最差,仅有241.5mL。各林地土壤渗透能力随土层深度的增加而减弱。在3种模拟土壤水分入渗过程的模型中,通用经验方程拟合效果最优,Kostiakov方程次之,Philip方程效果最差。土壤渗透性评价得分显示:麻竹林下种菌模式土壤渗透性最好,其次是黄葛树林下种草模式,再次是麻竹林下养禽模式,以桉树林下种菌模式最差。土壤渗透性能与土壤理化性质相关性分析显示:土壤渗透与土壤有机质、含水率、总孔隙度和0.005-0.01mm颗粒含量呈极显著正相关,与土壤容重和0.05-0.25mm颗粒含量呈极显著负相关。结合相关分析,筛选出8个极显著或显著影响土壤渗透性能的土壤理化性质因子,通过主成分分析,得到表征土壤渗透性能综合参数α和表征显著影响土壤渗透性的理化性质指标的综合参数β,并构建了土壤渗透性各指标及其综合参数α与β的线性回归模型,a=0.249×初渗率+0.254x稳渗率+0.252x平均渗透速率+0.254×渗透总量,β=0.167x有机质+0.183×含水率+0.200×总孔隙度+0.174×非毛管孔隙度-0.145×P0.05~0.25+0.131×P0.005-0.01+0.106×P0.001-0.005-0.200×容重(P0.05-0.25、P0.005-0.01、P0.001-0.005分别表示0.05-0.25mm、0.005-0.01mm和0.001-0.005mm颗粒含量)研究结果说明,林下经济的开发过程中选择适宜的林分和选择适宜的林下经济模式对于提高林地植物多样性,提高土壤渗透性能,增加土壤中微生物数量和养分含量等方面具有重要的作用和意义。研究结果为提升土地生产力,指导林下经济生态系统的调节与保持,促进其健康有序地发展十分必要。
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