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华南人工林林型多达48种,但普遍存在林下生物多样性低、植被结构简单、以及更新缓慢等问题。种子雨、土壤种子库以及天然萌发幼苗三者都是植被更新的重要来源。本研究选取桉树林、乡土树种林、针叶林以及豆科混交林4种24龄的华南典型人工林为研究对象,并以同龄自然演替的灌木地作为对照,通过对林下植被一年内种子雨、土壤种子库和天然萌发幼苗三者的测定,分析三者对植被更新的作用,进而探讨种源特征对人工林的营造、管理及其生态恢复的意义。主要研究结果如下:
1.种子雨特征:人工林和灌木地的种子雨在一年内呈现不同的输入高峰期,且峰值出现的月份各不相同,种子雨密度则在739粒/m2~3114粒/m2之间变动,但各林型差异不显著,以桉林的种子雨密度最大(3114粒/m2),乡土林的最小(739粒/m2);各样地全年输入种类在8~15种之间变动,桉林的种类最多(15种),乡土林的最少(8种);所有种类分属18科,各人工林样地的共有物种仅4种,它们是梅叶冬青(llex asprella)、三叉苦(Euodia lepta)、小花露籽草(Ottochloa nodosa)以及芒(Miscanthus sinensis);所有林地中,灌木地种子雨的物种多样性和均匀度均最高(0.76和0.66),针叶林物种多样性和均匀度最低(0.27和0.22)。
2.土壤种子库特征:人工林和灌木地的土壤种子库储量为1608粒/m2~11460粒/m2,各样地之间差异极显著(P<0.01),针叶林的储量最高(11460粒/m2),灌木地的最低(1608粒/m2);五个样地土壤种子库的物种共有52种,分属24个科;粗叶榕(Ficus simplicissima)、岗松(Baeckeafrutescens)、桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、三叉苦、山黄麻(Trema tomentosa)、野牡丹(Melastoma candidum)、玉叶金花(Mussaenda pubescens)和小花露籽草是五个样地的共有分布种;灌木地与四个人工林之间的物种相似性较低,均在0.67以下,四个人工林之间的相似性系数相对较高(0.69~0.81)。
3.天然萌发幼苗特征:一年内,人工林和灌木地幼苗的月萌发量存在不同萌发高峰期,总体呈现“∩”趋势;幼苗的月死亡数量与月萌发总体趋势相似;在所有样地内所出现的幼苗种类数在13~18种之间变动,其中桉林的种类最多(18种),灌木地的最少(13种);五个样地幼苗分属10~18科,豆科混交林分布的科数量最多(18科),灌木地的最少(10科);灌木地与四个人工林之间的相似种很少,相似性系数偏低(0.48~0.62),而四个人工林之间的相似种多,相似性系数相对较高(0.53~0.79)。
4.种子雨、土壤种子库及幼苗对植被更新的贡献:由种子雨到土壤种子库的转化过程中,乔木和灌木在各样地中的转化率都以豆科混交林和灌木地最低,其中灌木的密度值在桉林、乡土林和针叶林都成倍增加。由土壤种子库到幼苗萌发的转化过程中,乔木在各样地中的转化率以豆科混交林的最高(52%),桉林的最低(4%);灌木在各样地中的转化率以乡土林的最高(14%),豆科混交林的最低(3%)。由萌发幼苗到当年存活幼苗的转化过程中,乔木在各样地的转化率以豆科混交林的最高(84%),灌木地的最低(0);灌木在各样地的转化率以豆科混交林的最高(44%),桉林的最低(9%)。
总之,种子雨、土壤种子库和天然萌发幼苗在不同树种的人工林林下植被更新的作用中都没有表现出显著差异。在进行人工造林恢复退化生境时,树种的选择可能需要结合多种生物因子和环境因子来确定。