论文部分内容阅读
本文以沂蒙山区退化石灰岩山地不同混交造林模式的植被和土壤为研究对象,通过野外调查与室内实验相结合等方法,以未造林荒坡为对照,研究不同混交造林模式与造林年限的植物种组成、数量特征、植物多样性、生物量,土壤容重、孔隙度,入渗特性、持水状况及土壤有机质、全量养分、速效养分含量等指标的变化状况,并运用主成分分析法综合评价所有指标,找出生态效应最高的造林模式,为石灰岩山地人工造林提供参考。主要研究结果如下:(1) 随造林年限延长,一年生或越年生的植物种数和所占比例均呈现减小的趋势,多年生草本植物呈现先增加后稳定的趋势,五角枫臭椿混交林增加比例最大,造林5年后,林下小半灌木和半灌木的种类有所增加。未造林荒坡与各混交造林模式林下草本植被的平均盖度、高度和密度基本呈2013年最大,2011年与2014年有所降低的趋势,但2014年,五角枫臭椿混交林、刺槐黄栌混交林较2013年有所提高。(2) 2011年、2013年和2014年各混交造林模式林下草本生物量均呈现刺槐黄栌混交林>五角枫臭椿混交林>侧柏五角枫混交林>侧柏连翘混交林>未造林荒坡的变化规律。植物重要值呈现逐年集中的趋势,黄背草为主要优势种,次要优势种在三年内发生明显变化,不同混交造林模式的植物优势种演替基本相同。随造林年限的增加,Simpson多样性指数、Shannon多样性指数,Jsw均匀度指数减小,Margalef丰富度指数具有波动性。(3) 人工造林5年后,各混交造林模式土壤容重均低于未造林荒坡。3个年份不同林地容重大小排序均为:未造林荒坡>侧柏连翘混交林>侧柏五角枫混交林>五角枫臭椿混交林>刺槐黄栌混交林。土壤孔隙状况的变化与土壤容重的变化呈相反趋势。同一造林年限,4种造林模式初渗速率相差较大,刺槐黄栌混交林初渗速率最大;随造林年限延长,土壤初渗速率、稳渗速率、平均渗透速率都表现为增加趋势。(4) 各混交造林模式的土壤有机质含量均高于未造林荒坡,2011年五角枫臭椿混交林有机质含量最高,2013年和2014年均为刺槐黄栌混交林最高。不同混交造林模式的土壤全氮、全磷含量均随造林年限的延长而增加,且2013-2014年保持相对稳定。各模式土壤全钾含量较丰富,除侧柏五角枫混交林全钾含量随造林年限延长出现降低,其它3种混交造林模式均随造林年限延长而增加,但均与未造林荒坡存在差异显著。土壤3种速效养分含量与全量养分含量变化趋势基本相同。(5) 3个监测年份5个造林模式共15个组合中,生态效应主成分分析的总得分排序为刺槐黄栌混交林生态效应最高,以下依次为五角枫臭椿混交林>侧柏五角枫混交林>侧柏连翘混交林>未造林荒坡。聚类分析法与主成分分析法结果相一致,可互相印证。