不同危害程度下次生林群落土壤种子库特征研究

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海南属热带岛屿省份,藤本植物种类十分丰富。近年来,受全球气候变暖和人为活动等因素的影响,金钟藤、葛等本地植物种在水湿条件较好、光照充足的低海拔次生林群落中爆发成灾。为了解藤类危害对次生林群落恢复演替的影响,本文以五指山市受藤本植物危害严重的低海拔次生群落为研究对象,采用野外植被调查、土壤种子库萌发试验和室内实验相结合的方法,探究了研究区次生林群落主要藤害种类及其生态学特性、土壤种子库特征以及伐藤处理对次生林群落恢复演替的影响,以揭示藤类危害对次生林群落天然更新的影响和伐藤处理对促进该区域次生林群落植被恢复的积极作用,为推动该区域次生林群落的正向恢复演替提供理论基础。研究结果如下:(1)五指山市低海拔次生林群落中共有藤本植物19科25属31种,以小径级(D正常林分。(4)不同覆盖度下的土壤种子库物种组成、种子密度和优势种等均有明显差异;随着伏地藤本植物覆盖度的增大,土壤种子库中乔木、灌木和多年生草本植物种的数量明显减少,仅生活型为一年生草本植物种的数量无明显变化;不同覆盖度下的土壤种子库种子密度随土层深度的增加递减趋势不同,随着伏地藤本植物覆盖度的增大,研究区2~5cm、5~10cm和0~10cm土层土壤中的种子密度呈显著减少的变化趋势(P<0.05)。不同覆盖度下的土壤种子库丰富度指数差异显著,且对照组、轻度覆盖和中度覆盖组土壤种子库的Shannon指数显著大于重度覆盖组(P<0.05)。此外,对照组与轻度覆盖组的物种组成相似性最高,与重度覆盖组的物种组成相似性最低。(5)人工除藤可提高研究区土壤种子库种子萌发数量及速度,同时也可延长其种子萌发天数;不同伐藤处理下的土壤种子库中共出现74种植物,隶属35科67属,其中菊科、茜草科和禾本科植物种出现比例较高,而飞机草在不同伐藤处理下的土壤种子库中均为优势种;不同伐藤处理下的土壤种子库物种生活型组成,均以草本植物占明显优势,人工除藤可使土壤种子库中乔木、灌木等生活型的物种数明显增多;不同伐藤处理下土壤种子库种子密度和物种数均随土层深度的加深呈递减趋势,人工除藤可使研究区2~5cm、5~10cm土层土壤中的种子密度明显增加;不同伐藤处理下土壤种子库物种多样性指数均无显著差异,且其土壤种子库与林下植被的相似性系数(0.173~0.302)普遍较低,但随着伐藤年限的延长,土壤种子库与林下植被物种组成的相似性在增大,伐藤3年处理的群落显著大于未做处理的对照群落。(6)人工除藤可显著提高灌木层4种多样性指数,随着伐藤年限的延长,乔木植物密度和丰富度指数以及藤本植物的丰富度指数均显著增大(P<0.05)。人工除藤显著提高了研究区次生林区群落土壤中有机质、全氮、碱解氮和速效磷的含量,但也显著降低了土壤中速效钾的含量,随着伐藤年限的延长,土壤中速效钾的含量持续显著降低(P<0.05);速效钾与乔木层、灌木层和攀援藤本层的物种多样性呈显著负相关,土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷与灌木层的物种多样性呈显著正相关,土壤p H和全钾与草本层的物种多样性呈显著正相关。(7)乔木植物密度与土壤种子库丰富度指数呈极显著正相关(P<0.01);碱解氮与土壤种子库物种多样性指数呈极显著正相关(P<0.01),土壤p H与土壤种子库丰富度指数呈显著正相关,与多样性指数和均匀度指数呈显著负相关(P<0.05);乔木植物密度、攀援藤本密度和全磷含量对土壤种子库优势种分布影响较大,不同植物种与环境因子的相关性有所差异;草本植物密度、藤本植物密度和土壤速效钾的含量是影响研究区土壤种子库种子密度的限制因素。综上可知,藤本植物的过度干扰,严重阻碍了五指山市低海拔次生林群落的天然更新和植被恢复;人工除藤有助于推动该区域次生林群落的正向恢复演替。
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