【摘 要】
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油松（Pinus tabulaeformis）为我国的特有树种,因其抗旱和抗寒能力较强,适应性广泛,是华北山地最主要的针叶造林树种之一。本研究以北京市八达岭林场60年生4种林分密度(900、1260、1460和1660株·hm-2)的油松人工林为研究对象,采用样地调查与实验室分析相结合的方法,比较林分结构、林下植被物种多样性,凋落物和土壤物理、化学和生物学性质等方面的密度效应差异。利用主成分分析方
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油松（Pinus tabulaeformis）为我国的特有树种,因其抗旱和抗寒能力较强,适应性广泛,是华北山地最主要的针叶造林树种之一。本研究以北京市八达岭林场60年生4种林分密度(900、1260、1460和1660株·hm-2)的油松人工林为研究对象,采用样地调查与实验室分析相结合的方法,比较林分结构、林下植被物种多样性,凋落物和土壤物理、化学和生物学性质等方面的密度效应差异。利用主成分分析方法,对八达岭地区油松人工林密度效应进行植被-凋落物-土壤特征的系统性评价,提出该地区油松人工林合理密度。研究结果可为揭示华北山地油松人工林的生物小循环过程提供理论依据,也为油松人工林的森林抚育提供实践依据。结果表明:（1）林分密度显著影响了林下植被多样性。油松人工林随密度增大,个体间竞争指数加大,直径结构呈现右偏态分布,小径级的株数增多。1260株·hm-2的大小比最大,大于0.5000;油松林木的平均胸径、树高和冠幅在密度900株·hm-2下最大,蓄积量在900株·hm-2下最小。不同密度林分灌木和草本层的优势种相似,但其它物种有差异。灌木层的物种丰富度指数随密度的增加呈降低趋势,以900株·hm-2的多样性指数最高。草本的物种丰富度指数随林分密度增加呈先增加后降低趋势,在1260株·hm-2最大。灌木层和草本层生物量均随林分密度的增加呈降低趋势,其均以900株·hm-2林分的最大,显著高于其它密度。主成分分析发现,密度为1260株·hm-2的林分,促进林下植被物种多样性的提高。（2）林分密度显著影响了凋落物的理化和生物特征。凋落物的厚度和储量随林分密度增加呈先增大后减小趋势,密度为1260株·hm-2的林分的数值最高,分别为33.37 mm和25.74 t·hm-2。1260株·hm-2林分的凋落物硝态氮和全氮含量最大,而1460株·hm-2林分的凋落物水溶性有机碳含量和p H值最大,均显著高于其它密度林分。1260株·hm-2革兰氏阴性菌和细菌的含量最高,而丛枝菌根真菌在1460株·hm-2的含量最高,均显著高于其它林分密度。1260株·hm-2革兰氏阳性菌和放线菌的含量均低于1660和900株·hm-2。就凋落物酶活性而言,在林分密度为1260株·hm-2时的β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、几丁质酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和脱氢酶活性,较密度为900株·hm-2林分分别显著提高31.68%、39.42%、9.00%、24.24%、8.67%和27.20%。分析发现,人工油松林凋落物的持水性能、微生物多样性以及酶活性特征在1260株·hm-2最佳。（3）林分密度显著影响了土壤化学和生物特征的变化。1260株·hm-2的土壤p H值和铵态氮含量最大,900和1660株·hm-2的土壤水溶性有机碳和硝态氮含量较大,且均显著高于其它林分密度。1260株·hm-2的总磷脂脂肪酸和丛枝菌根真菌含量显著高于其它林分密度。但1460株·hm-2的细菌和真菌含量显著低于其它林分密度。除土壤多酚氧化酶外,其它土壤酶活性均在1260株·hm-2时最大,900株·hm-2时最小。与900株·hm-2土壤酶活性相比,1260株·hm-2的土壤β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、几丁质酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性分别显著提高了48.67%、28.10%、58.28%、33.87%和37.50%。分析表明,1260株·hm-2林分密度的土壤酶活性和微生物群落结构多样性最高。（4）通过主成分分析,综合植被-凋落物-土壤的协同密度效应的结果表明,林分密度的综合评价指数总体上表现为:1260＞1460＞1660≈900株·hm-2。在不同林分密度间,1260株·hm-2综合评价指数最高,1660和900株·hm-2综合评价指数较低。综上所述,本研究发现,油松人工林4种不同林分密度的植被物种多样性随密度增大而减少,凋落物的厚度和持水性能随林分密度增加表现为先增大而后减小,以1260株·hm-2的值最大。凋落物和土壤的微生物群落结构多样性以及酶活性均随油松人工林林分密度的增大呈先增大后减小的趋势。基于凋落物层微生物群落结构和酶活性对有机物质分解和养分循环的作用,综合植被-凋落物-土壤层特征的短期密度效应研究得出,在北京市八达岭林场60年生油松人工林中,1260株·hm-2左右的林分密度为八达岭林场油松人工林的合理密度。
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