云冷杉林坑丘微立地与林隙形成木特征及植物多样性

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近25年来,在黑龙江小兴安岭主要森林群落的谷地云冷杉林内,相继出现大面积云冷杉林逐渐死亡的现象。目前国内外已有许多学者对于林隙更新进行了研究,但对不同林隙形成木以及掘根产生的坑丘微立地上的更新研究尚属空白,故本试验将为保护和恢复谷地云冷杉林的生态系统提供实验数据和理论基础。调查了谷地云冷杉林1.5 hm2的固定样地内所有林隙形成木的位置、倒向、胸径、基径、高度、折断高度、腐烂等级以及形成的坑丘复合体的特征值,以及胸径>3 cm的所有树种、胸径、树高。同时调查了所有坑丘复合体的坑底、丘顶、对照(未受林隙形成木影响的郁闭林分,即完整立地)以及每个林隙形成木的东、南、西、北4个方位和对照样方内出现的灌木和草本植物的种类、多度、高度、盖度等。并计算它们之间的丰富度、重要值、多样性等值。结果表明:掘根倒木数量最多为36株,干中折断和干基折断倒木分别为17株和6株。样地内出现的59株林隙形成木中33株为冷杉,19株为云杉,5株为白桦,2株为红松。掘根倒木出现频率大小依次是冷杉(54.1%)>云杉(27%)>白桦(13.5%)>红松(5.4%);36株掘根倒木中的29株倒向偏北方向;其形成的坑丘的体积分别与坑宽、丘高呈显著正相关,坑深与丘厚呈显著正相关,丘和坑的体积分别与丘的表面积呈显著正相关;在3个微立地上,植物丰富度、均匀度指数、物种多样性指数均为完整立地>坑底>丘顶;库页悬钩子在丘上的重要值最大,坑底有利于荨麻、水金凤的生长;在腐烂等级为Ⅱ级的倒木形成的丘顶,植物丰富度最高,为0.94,在腐烂等级为V级的倒木形成的坑底,植物丰富度最大,为1.72,在相同的腐烂等级条件下,物种的丰富度均为对照>坑底>丘顶。植物平均总盖度和平均密度的大小顺序均为完整立地>丘顶>坑底。就Shannon多样性指数(H)、物种均匀度指数(J)、Simpson生态优势度指数(D)而言,均为掘根样地>干中折断样地>干基折断样地。在掘根和折干样方内,东北羊角芹的重要值均最大,分别为14.2、13.2。掘根样方内的优势种为水金凤和荨麻,折干样方内的优势种为乌头。在相同倒木腐烂等级条件下,掘根样方的植物丰富度均大于折干样方。样地内除了干中折断西面灌木层的丰富度最大以外,东、南、西、北样方内草本层和灌木层的丰富度大小均为掘根样地>干中折断样地>干基折断样地。干基折断和干中折断草本层植物的丰富度在东、南、西、北样方内均小于对照样方的,而掘根样方内却相反。
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