滇东海峰岩溶坡地不同恢复模式云南松水分利用策略研究

来源 :云南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Sophie_LGH
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为探讨云南松在长期恢复过程中对岩溶生境的水分适应性,本文以稳定同位素技术为主要研究手段,以滇东海峰岩溶石漠化坡地区不同恢复模式云南松群落为研究对象,探讨在不同恢复模式以及不同生境中云南松群落水分利用策略的差异性及其影响因素,对促进植被恢复,改善岩溶生态环境、提升森林生态系统生产力具有重要的指导意义。所得主要结论如下:(1)在不同季节,植被群落土壤水源补给有差异。旱季土壤水的补给主要来源于地下水,属于泉(表层带岩溶地下水)养型;雨季土壤水主要来源于雨水,属于雨养型。从云南松纯林到云南松次生林这个演替阶段,成熟云南松对深层土壤水的利用从60.8%降为40%,对深层土壤水利用比例减少。表层岩溶带含水结构层的功能随着植被恢复而恢复,水源涵养功能得到提升。云南松天然次生林、云南松人工混交林、云南松纯林水源获取模式为裂隙主导、浅层+中层土壤水主导、深层土壤水主导,作为参照样地的元江栲栎原生林水分获取模式属于综合型、小铁仔灌丛属于浅层土壤水主导。(2)旱季、雨季叶片δ13C也会出现波动,雨季叶片δ13C大于旱季。3种云南松林中,自然恢复的云南松林δ13C最大(-27.43‰)水分利用效率最高,云南松纯林δ13C最小(-28.19‰),水分利用效率最低。对照组中元江栲栎原生林δ13C为-27.05‰,抗旱能力高于3种云南松林,小铁仔灌丛δ13C(-28.57‰)低于3种云南松林,抗旱能力最弱。通过聚类分析得到元江栲栎原生林、云南松天然次生林、云南松人工混交林属于高水分利用效率群落,云南松纯林属于中水分利用效率群落,小铁仔灌丛属于低水分利用效率群落。总体来看植物水分利用效率随着植被群落的正向演替而逐渐增大,抗旱能力也逐渐增加。(3)随着植被恢复年限、恢复模式、生境的不同,土壤水文功能特征存在一定的差异性。总体来看,云南松天然次生林土壤水文功能优于云南松人工混交林林以及云南松纯林,裂隙生境保水保肥能力强于土面、土坡。随着植被恢复,土壤层厚度和林冠盖度的提高能够有效减缓降水的冲击能力,枯落物层蓄水功能增加,土壤结构改善,土壤水文功能逐步恢复,但在植被恢复过程中一些养分含量并没有完全随着植被演替级别的升高而提高。(4)植物水分策略的差异主要受到植物因子、土壤因子的影响。植物因子中主要受到根系密度、胸径、叶片C/P的影响;土壤因子中主要受到土壤含水量、大颗粒团聚体、砂粒、土壤C/N、土壤TN的影响。在不同季节,影响水分利用策略差异的主要因素有所变化。在雨季,叶片C/P、土壤C/N、砂粒是主要影响因素;在旱季,根系密度、土壤含水量、大颗粒团聚体、胸径、土壤TN是主要影响因素。(5)通过构建植物水分利用策略模式示意图总结出裂隙+土壤水综合型、裂隙主导型、浅层+中层土壤水主导型的水源获取模式,群落水分利用效率高;深层土壤水主导型水分获取模式,群落水分利用效率次之;浅层土壤水主导的群落,水分利用效率低,抗旱能力也就最弱。在长期恢复过程中,植物混交模式以及裂隙生境更能促进植被恢复。在云南松纯林土坡生境,可以与小铁仔灌丛中小铁仔、小梾木进行混交,增加乔木+灌丛垂直结构,减缓土坡地表流失,增加土壤含水量。在小铁仔灌丛土坑生境,增加乔木层,元江栲、滇石栎、成熟云南松、成熟滇油杉、成熟华山松都属于高水分利用效率的植物,可以与这些植物混交,促进植被恢复,提高生态系统功能。
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