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常绿阔叶林是我国东部地区的主要植被类型,但由于人口不断增长和经济持续开发压力的增加,原生的常绿阔叶林多因砍伐、垦殖等人为活动干扰而被破坏殆尽,残存的次生常绿阔叶林也不多见,呈孤岛状分布,片段化程度很高,除部分改造为经济林和用材林外,大部分退化成为次生灌丛、灌草丛,甚至裸地,部分甚至达到不可逆转的状态,因此阐明受损常绿阔叶林退化过程和机制,构建恢复重建措施成为重中之重。
本研究地区位于宁波天童国家森林公园,属浙江东部丘陵地区地带性植被类型代表性地段。于2003年10月,通过人工模拟4种地区常见的干扰进行采伐,建立5个20m×20m的不同受损程度常绿阔叶林永久实验样地。其处理方式分别为:样地Ⅰ,择伐大树(>8m);样地Ⅱ,清除地上植物,保留枯枝落叶层;样地Ⅲ,清除地上全部植物,并清除枯枝落叶层和表土层(0~10cm);样地Ⅳ,清除灌木层(<8m)和草本层,保留大树;样地Ⅴ,对照样地,无任何处理方式。各样地在采伐时均保留大树伐桩。追踪调查了4种不同受损程度常绿阔叶林恢复初期3年的植物群落动态和生境动态。其中,群落追踪为每木调查,每季度选取一周时间进行;生境调查是通过仪器监测不同高度水平的变化,空气温湿度、光强分为0.3m,1.5m,8m三个高度水平,土壤温湿度分为5cm,20cm两个层次。通过分析4种不同受损程度的常绿阔叶林在恢复初期表现出来的不同群落动态变化特征和生境动态特征。得出主要结论如下:
1)恢复进行了3年,根据各样地恢复现状,可以把4种不同受损样地分为3种恢复格局:①以原有样地优势种为主,形成以原有常绿树种为优势种的群落,样地Ⅰ形成以米槠、栲树、等为优势种的群落。②新生阳性树种为主,样地常绿树种生长缓慢。样地Ⅱ、Ⅲ,演替先锋树种或林窗更新树种如山鸡椒、南酸枣、白背叶等在恢复初期成群落优势种。③以草本植物为主,常绿树种生长缓慢,地Ⅳ。大量的里白、淡竹叶、鳞毛蕨等草本植物形成致密的地被层,严重影响木本植物的更新。
2)恢复3年间,各样地各高度水平上的气温日较差都呈现出随恢复而逐渐减小的趋势。各样地在同一高度水平的日较差大小不同,整体表现去除所有植被的Ⅱ、Ⅲ>保留灌草层的Ⅰ>保留乔木层的Ⅳ>对照Ⅴ。气温日变化基本都呈一个单峰型变化曲线,这个峰随恢复进行逐渐不明显。
土壤日较差波动强度在5cm和20cm都呈相同的一个变化趋势,恢复1年为去除表土层的Ⅲ>去除地表植被的Ⅱ>保留灌草层的Ⅰ>保留乔木层的Ⅳ>对照样地Ⅴ,恢复2年为去除地表植被的Ⅱ>保留灌草层的Ⅰ>去除表土层的Ⅲ>保留乔木层的Ⅳ>对照样地Ⅴ。各样地波动强度随着恢复的进行逐年减小,逐渐向对照样地的数值接近。恢复1年,4个受损样地在0.3m和1.5m层次日变化均为单峰曲线。光强大小为去除表土层的Ⅲ>去除地表植被的Ⅱ>保留灌草层的Ⅰ>保留乔木层的Ⅳ>对照样地Ⅴ。恢复2年,0.3m层次只有Ⅲ还有较明显的单峰变化,其他受损样地变化已经变得平缓。1.5m层次的光强日变化除Ⅱ、Ⅲ有较明显的单峰变化,其他样地都已经没有明显变化。恢复3年,各受损样地0.3m和1.5m层次除Ⅲ外,都和对照样地相似,呈平缓变化。8m观测处的Ⅳ三年间基本无变化。
由于研究地区地理位置近海,因此通过仪器监测所得空气湿度和土壤湿度都很大,可以认为湿度对于初期植被的恢复并没有太大的影响。
3)光照和土壤成为限制恢复的主要外因,充足的光照,良好的土壤状况,可以大大促进的恢复更新的进行。
4)不同受损程度常绿阔叶林恢复初期展现出不同的恢复特点。具体可以分成4种类型:更新促进型,样地Ⅰ,干扰后的样地内灌木层常绿乔木和灌木生长迅速,群落恢复快速;更新抑制型,样地Ⅳ,乔木和大量地被植物阻碍了木本植物的更新,群落恢复缓慢。演替促进型,样地Ⅱ,良好的土壤和光照使得样地Ⅱ在干扰后迅速顺利进入次生演替。演替迟滞型,样地Ⅲ,去除土壤表层的样地群落恢复明显落后于样地Ⅱ,呈现出一个延后的现象。
5)由于常绿阔叶树种萌枝的“驻留生态位”效应(persistence niche),样地Ⅰ中顶级种与林下伴生种共存,Ⅱ、Ⅲ中顶级种与先锋物种共存,这使得样地植物群落的演替没有偏离顶级群落太远,并促进了演替的进行。