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随着天然林资源大幅减少以及人工林的大规模种植,人工林在陆地生态系统中所起的作用越来越重要,其对生态环境的影响引起了学术界和媒体的诸多争论,其中桉树林林下植被的组成和多样性一直以来都是研究的焦点。本研究桉树人工林为研究对象,位于广东省德庆县三叉顶省级自然保护区内,选择1年生桉树林、3年生桉树林两个样地,每个样地10000㎡,研究了这两个样地林下植被的特征,并与相邻的次生林林下植被的特征进行比较。比较内容主要分为区系组成、生长型、种的多度和丰富度、物种多样性以及优势种五大部分,最后运用多响应置换过程、指示种分析和聚类分析等进一步分析三者的差别,并回答以下问题:(1)1年生桉树林、3年生桉树林下是否存在丰富的植被。(2)1年生桉树林、3年生桉树林下植被的组成、结构、区系成分以及多样性与当地的次生林林下植被的区系成分有怎样的区别。(3)1年生桉树林与3年生桉树林的林下植被的结构和多样性是否有显著差异。本文研究主要结果如下:
(1)该地区1年生桉树林和3年生桉树林桉树人工林林下均生长着丰富的植被。根据样方的完全取样,1年生桉树林下植物共有植物113种,隶属44科94属,总的个体数为5239株;3年生桉树林林下植物共有植物119种,隶属46科99属,总的个体数为6517株;而在次生林样地中,林下植物共有159种,隶属99科178属,总的个体数为8749株。经过统计检验表明,在种的多度方面,3年生桉树林和次生林的样地之间有显著差异(p<0.01),其余的样地之间差异不显著。在1年生桉树林和3年生桉树林样地中,芒萁和芒等生长速度和繁殖速度较快的种多度超过其它的种;次生林林下植物的满山爆竹(Sinobambusa tootsik var.laeta)多度最大,并且出现了铁线蕨科、芸香科、五加科、山矾科等桉树林下没有的植物,并且多度都排在前十位,体现了林下环境不同,科和多度都随之不同的状况。在丰富度方面,次生林样地和1年生桉树林样地及3年生桉树林样地之间(p<0.001)均有显著差异,而1年生桉树林样地与3年生桉树林的差异不显著(p=0.9348)。物种数大小顺序是次生林>3年生桉树林>1年生桉树林。
(2)在种的分布区类型方面,1年生桉树林林下植被的区系成分13个类型,3年生桉树林林下植被占17个类型,次生林林下植被占15个类型。其中,热带亚洲和东非间断分布和泛热带分布这两种类型分布在三种林分林下植物是相似的所占比例都很大。中国—喜马拉雅分布、地中海区、西亚和东亚间断是3年生桉树林林下植物所特有的,它缺少的北温带和南温带间断分布(全温带)是次生林所特有的。总的来说,三个样地的植物区系成分丰富,是华南植物区系的一部分,有一定的古老性,可归入华夏植物区系。
(3)以生活型的多度来比较,三个样地草本的多度都占有优势,乔木幼苗和灌木次之。1年生桉树林样地和3年生桉树林样地比较接近,而次生林在各种生活型上的多度都是最大的。以生活型的丰富度来比较,乔木幼苗、灌木和草本三个类型样地中是占优势的生活型,1年生桉树林林下灌木的物种数是最多的,而3年生桉树林中乔木幼苗的物种数是最多的,1年生桉树林和3年生桉树林在各个生长型上的物种数都比较接近,次生林的在各种生活型上的丰富度也是最大的。
(4)α多样性指数表明三种林分类型样地的物种多样性都比较高,并且三个样地的α多样性指数之间都有显著差异。β多样性指数表明,1年生桉树林样地和3年生桉树林样地最为接近,1年生桉树林样地与次生林样地之间,以及3年生桉树林样地与次生林样地之间的相异性较大。
(5)多响应转换过程、指示种分析以及聚类分析的结果表明,三个样地显著地相互区别,样地中都有指示种来指示出样地的特殊性。
本文的研究不仅揭示该地区桉树人工林林下植物的结构组成和多样性的现状,而且可以比较出与次生天然林林下植被的区别,以及桉树人工林在造林后一年到三年的差别。结论可为当地桉树人工林持续经营提供理论依据,又可以进一步探索人工林物种多样性提供基础性资料。