不同间伐强度对柏木低效人工林灌草和土壤动物多样性的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianxiang521
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柏木(Cupressus funebris)作为川中丘陵区的主要森林类型,由于营造栽培时密度过高,致使林下植物物种稀少,天然更新不良,生物多样性破坏,病虫害较为严重,部分林木干梢甚至枯死,林木生长缓慢,削弱了林分涵养水源和保持土壤的能力,急需进行科学的结构调整。本研究对柏木低效人工林间伐调控后林下植物和土壤动物群落动态特征和变化规律的研究,旨在为柏木低效人工林生态系统结构优化与功能提升以及灌草层修复提供技术支持,进而为川中丘陵区柏木低效人工林的科学经营管理和可持续发展提供理论依据。本文以德阳市旌阳区33a生柏木低效人工林为研究对象,设置了5种间伐处理,即弱度间伐(T1,15%)、中度间伐(T2,25%)、强度间伐(T3,35%)、极强度间伐(T4,50%)和一个对照(CK,0%)。研究了柏木低效人工林间伐一年后林下灌草以及土壤动物多样性的变化。结果表明:(1)本研究共记录植物7594株53种,分属32科49属,灌木20科23属23种,草本17科26属30种。其中,对照有1234株35种,24科34属;弱度间伐有1566株38种,分属25科36属;中度间伐有1538株37种,分属25科35属;强度间伐有1624株42种,分属27科40属;极强度间伐有1632株39种,分属24科37属。实验区优势科内属以禾本科、蔷薇科、菊科为主,分别占总属数的12.24%、8.16%和6.12%;优势科内种最丰富的为禾本科,达7种,占总种数的13.21%,其次为蔷薇科和菊科,占总种数的7.55%和5.66%;优势属内种数最高仅有2种,包括凤尾蕨属、铁线蕨属、细柄草属和仙茅属,分别占总种数的3.77%,其余科内种数均为1种,各自占总种数的1.89%。(2)本研究共收获大中小型土壤动物1591只,分属3门9纲21目。其中,对照有414只,分属3门9纲14目;弱度间伐有347只,分属3门6纲15目;中度间伐有313只,分属3门6纲13目;强度间伐有264只,分属3门6纲13目;极强度间伐有253只,分属3门7纲13目。其中甲甲螨亚目、弹尾目、膜翅目和寡毛纲为该区域土壤动物优势类群,其个体数占总个体数的73.92%。(3)柏木低效人工林间伐一年后,林下植物种类、密度和生物量均有增加。与对照相比,弱度、中度、强度和极强度间伐后林下植物种类分别增加了3种、2种、7种和4种,密度分别增加了0.71万株·hm-2、4.57万株·hm-2、6.27万株·hm-2和10.16万株·hm.a,生物量分别增加了12.31%,10.57%、9.23%和1.36%。(4)柏木低效人工林间伐一年后,林下灌木层和草本层物种的丰富度指数、Shannon—Wiener指数(H)和Simpson优势度指数(C)均随着间伐强度的加大而升高,其中强度和极强度间伐增加最显著(P<0.05)。而灌木层和草本层物种Pielou均匀度指数(Jsw)无显著变化。(5)间伐一年后,柏木低效人工林林下土壤动物的Shannon—Wiener指数(H)Simpson优势度指数(C)、类群—密度指数(DG)、Pielou均匀度指数(Jsw)均随着间伐强度呈波浪式下降,对照均显著大于极强度间伐(P<0.05)。(6)通过pearson相关系数双边检验分析表明,柏木低效人工林林下灌木层密度和盖度与灌木层植物生物量、林下植物总盖度与灌木层生物量和林下总生物量、灌木层物种Shannon—Wiener指数(H)与林下植物总生物量、灌木层生物量与林下植物总生物量等存在显著正相关关系(P<0.05),林下灌木层密度和盖度与林下植物总生物量、灌木层物种Simpson(C)优势度指数与林下植物总生物量、存在极显著正相关关系(P<0.01);而草本层物种多样指数、盖度、密度与林下各层植物生物量无显著相关关系。(7)通过pearson相关系数双边检验分析表明,柏木低效人工林林下灌木的物种丰富度与土壤动物的类群—密度指数(DG)、林下灌木的Simpson优势度指数(C)与土壤动物的Shannon—Wiener指数(H)和Simpson优势度指数(C)、林下草本的Simpson优势度指数(C)与土壤动物的Simpson优势度指数(C)呈显著负相关(P<0.01);林下草本的Simpson优势度指数(C)与土壤动物的Shannon—Wiener指数(H)呈极显著负相关(P<0.01);其余指数之间均未达到显著相关水平。
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