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为揭示河北太行山低山丘陵区不同林分类型生态功能的差异,以期改善该区森林生态系统功能。本研究选取河北太行山中南部内丘县侯家庄乡岗底村分布的侧柏-栓皮栎混交林、栓皮栎林、刺槐林、油松林为研究对象,并设置立地条件相近的灌草坡作为对照。采用典型样地法设立标准地,通过野外调查、室内试验以及数理统计方法对不同林分类型林下植物多样性、地上生物量、枯落物与土壤水文效应、土壤养分以及提供空气负离子等生态功能展开调查分析,比较不同林分类型之间主要生态功能差异。主要研究结果如下: (1)不同林分类型灌木种类介于5~9种之间,草本种类介于9~10种之间。灌木层中,牡荆、胡枝子以及扁担杆在除灌草坡外的各林分均有出现,优势地位比较明显。草本层中,中华卷柏、丛生隐子草、小红菊等植物优势地位较明显。灌木层物种多样性排序为:刺槐林>混交林>栓皮栎林>油松林>灌草坡;草本植物多样性指数排序为:油松林>混交林>刺槐林>灌草坡>栓皮栎林。 (2)不同林分类型地上生物量范围介于20.33~68.77t/hm2之间,排序为:栓皮栎林>油松林>刺槐林>混交林,对照灌草坡生物量仅为3.29t/hm2。乔木生物量各器官占地上生物量的比例排序为:干>枝>叶;灌草层生物量范围在1.35~3.29t/hm2之间,排序为:灌草坡>油松林>混交林>刺槐林>栓皮栎林。不同林分类型各层次地上生物量排序为:乔木层>灌木层>草本层。 (3)不同林分类型枯落物总蓄积量存在差异,在9.96~20.64t/hm2范围内变动,油松林枯落物蓄积量最大,灌草坡枯落物蓄积量最小。除油松林外各林分类型枯落物半分解层蓄积量所占比例均高于未分解层。枯落物最大持水量为23.76~66.72t/hm2,有效拦蓄量为19.55~51.50t/hm2,混交林枯落物最大持水量与有效拦蓄量最大,灌草坡枯落物最大持水量与有效拦蓄量最小。枯落物持水量与浸泡时间呈显著对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间呈显著指数关系。不同林分类型土壤容重介于1.01~1.55g/cm3之间,总孔隙度介于38.26~47.35%;混交林土壤最大持水量最大,为316.74t/hm2,灌草坡土壤最大持水量最小,为246.36t/hm2;混交林土壤有效持水量最大,为117.60t/hm2,灌草坡土壤有效持水量最小,为89.37t/hm2。 (4)不同林分类型土壤pH值为5.43~6.46,呈弱酸性;各林分土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质等养分指标含量均呈现随着土层深度的增加而减小,总体表现为土壤表层养分高于土壤深层,呈现出一定的表聚性。 (5)不同林分类型空气负离子浓度日变化规律呈现“高-低-高”的变化趋势,早上6:00~8:00之间浓度较高,在中午12:00~14:00左右达到一天的最低点,在下午16:00左右略有升高。不同林分类型空气负离子浓度和变化规律存在差异。各林分空气负离子浓度日均值排序为:栓皮栎林(791个/cm3)>油松林(726个/cm3)>混交林(574个/cm3)>刺槐林(404个/cm3)>灌草坡(374个/cm3)。 (6)采用主成分分析法,对不同林分类型生态功能进行综合评价,得出不同林分类型生态功能综合得分排序为:混交林(0.769)>刺槐林(0.522)>栓皮栎林(-0.153)>油松林(-0.651)。