【摘 要】
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以江西省兴国县境内飞播马尾松(Pinus massomiana)林为研究对象,采用空间代替时间的方法研究植被恢复时间的长短对植被生长及土壤质量的影响。根据飞播林的年龄划分为II(11-20 a)、III(21-30 a)、IV(31-40 a)、V(41-50 a)4个龄级,通过标准地调查和样品测定获取数据,分析不同龄级植被和土壤质量的变化特征,探讨植被特征、土壤质量随植被恢复的变化规律及土壤质量
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以江西省兴国县境内飞播马尾松(Pinus massomiana)林为研究对象,采用空间代替时间的方法研究植被恢复时间的长短对植被生长及土壤质量的影响。根据飞播林的年龄划分为II(11-20 a)、III(21-30 a)、IV(31-40 a)、V(41-50 a)4个龄级,通过标准地调查和样品测定获取数据,分析不同龄级植被和土壤质量的变化特征,探讨植被特征、土壤质量随植被恢复的变化规律及土壤质量与植被因子之间的关系。研究结果可为促进飞播马尾松林进展演替措施的制订和科学经营管理提供参考依据。主要研究结果如下:(1)随着龄级的增大,林分的平均胸径及蓄积量均增大。其中:III、IV、V龄级的平均胸径均显著高于II龄级(P<0.05);V龄级的蓄积量显著高于II、III、IV龄级(P<0.05),IV龄级的蓄积量显著高于II龄级(P<0.05);其它龄级之间的平均胸径、蓄积量均差异不显著(P>0.05)。(2)4个龄级的飞播马尾松林共有林下植被47种,隶属23科42属,其中灌木25种,草本22种。各龄级的灌木层优势种有所不同,而各龄级的草本层均为芒萁(Dicranopteris dichotoma)占绝对优势。各物种多样性指数随龄级的变化不尽相同:Patrick丰富度指数随龄级的增大呈先增大后减小的变化趋势,且IV龄级的显著高于II龄级(P<0.05);Shannon-Wiener指数随龄级的增大呈逐渐增大的趋势,且III、IV、V龄级的均显著高于II龄级(P<0.05),V龄级的显著高于III龄级(P<0.05);Pielou均匀度指数随着龄级的增大没有明显的变化趋势,但III、IV、V龄级的均显著高于II龄级(P<0.05)。(3)0-20 cm土层,不同龄级的土壤含水量、田间持水量、全磷、p H值均存在显著性差异(P<0.05);20-50 cm土层,不同龄级的土壤含水量、田间持水量、总孔隙度、全氮、全磷、全钾、p H值均存在显著性差异(P<0.05)。相同土层的田间持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和全磷均随龄级的增大呈逐渐增大的变化趋势,而有机质、全氮、速效磷和速效钾含量均呈先减小后增大的变化趋势,土壤容重呈逐渐减小的变化趋势,其它指标随龄级的变化没有明显的变化规律。相同龄级不同土层的土壤容重、p H值均表现为0-20 cm<20-50 cm,而其它理化性质指标均表现为0-20 cm>20-50 cm。(4)土壤水分与土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度,以及总孔隙度与毛管孔隙度、非毛管孔隙度的相关性均达到显著或极显著水平。有机质与全量养分、速效养分,以及土壤p H值与全量养分的相关性均达到显著或极显著水平;除全氮与速效磷的相关性未达到显著水平(P>0.05)之外,全氮、全磷、全钾与各化学性质指标的相关性均达到显著或极显著水平。全磷、全钾、速效氮、p H值与土壤持水量的相关性均达到显著或极显著水平;除速效氮之外,土壤化学性质指标与土壤孔隙度的相关性均达到显著或极显著水平。(5)采用主成分分析结合Norm值及土壤理化性质指标之间的相关性筛选出田间持水量、有机质、全氮、p H值、非毛管孔隙度和土壤容重6个指标构成评价土壤质量的最小数据集。0-20 cm、20-50 cm土层,随着龄级的增大,土壤质量综合指数均呈逐渐增大的变化趋势,且不同龄级的土壤质量综合指数存在显著性差异(P<0.05)。相同龄级的土壤质量综合指数随土层的加深均显著下降(P<0.05),即0-20 cm>20-50 cm。冗余分析结果表明,0-20 cm土层土壤质量的主要影响因子为凋落物厚度、Shannon-Wiener指数、阔叶树比例和林下植被盖度;20-50 cm土层土壤质量的主要影响因子为林龄、郁闭度和平均胸径,且土壤质量与这些植被因子均呈正相关关系。
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