岷江冷杉森林林窗和生长基质对苔藓植物群落的影响

摘要

苔藓植物是森林生态系统的重要组成成分，在森林的水文循环、养分循环和维系物种多样性等方面发挥着重要生态功能。苔藓植物对光照和生长基质等水热条件非常敏感，因此，森林林窗可能对苔藓植物群落的物种组成、多样性、生物量和养分含量等方面产生不同程度的影响。同时，亚高山和高山冷云杉林更新主要以林窗干扰为主，林窗形成对林窗内外不同生长基质表面的光照和水热动态有明显影响，林窗形成过程中产生的倒木、根桩、大枯枝等也为苔藓植物提供了良好的生长基质。然而，有关高山森林林窗和基质对附生苔藓植物群落的影响研究尚未受到关注，这不能满足高山森林生态管理的科学需求。因此，为理解高山森林更新对苔藓植物群落的影响，本文调查了高山森林生态系统中不同林窗位置和不同生长基质的附生苔藓植物群落组成、生物量、碳、氮、磷含量及其化学计量特征。结果表明:
　　不同生长基质上苔藓植物群落的生长状况与组成存在明显差异。其中，枯立木和大枯枝上苔藓植物物种多样性和群落多样性较高，促进了苔藓植物多样性;倒木上苔藓植物储量最高，促进了苔藓植物群落的生物量，优势藓类为平藓(Neckera)、曲尾藓(Dicranum)、塔藓(Hylocomium)。而基质类型对于苔藓植物C、N、P养分含量大多无显著性影响，仅根桩上苔藓植物的N含量、枯立木上苔藓植物P含量显著低于其他基质，这可能是由于基质养分状况、雨水淋洗作用和苔藓植物生长状况导致。
　　粗木质残体随腐烂等级变化，其上附生苔藓植物群落的物种多样性和群落多样性有明显差异。在Ⅰ、Ⅱ腐烂等级早期，只有塔藓、曲尾藓少数苔藓可以生长，到Ⅲ、Ⅳ腐烂等级，群落多样性明显提高，苔藓植物生物量此时最大;再经历Ⅳ、Ⅴ腐烂等级的生物量和多样性降低的过程。粗木质残体腐烂等级对于苔藓植物养分含量在Ⅰ、Ⅱ腐烂等级时无显著影响，随着腐烂进程改变，粗木质残体养分状况的改变对附生苔藓植物的养分含量产生显著影响，根据不同类型粗木质残体和不同腐烂等级，影响结果有明显差异。
　　林窗对不同基质上苔藓植物群落多样性的影响明显。在林窗中心到林下的梯度变化中，香农-威纳多样性指数呈现降低趋势，林缘的辛普森指数和物种均匀度指数是三种位置中最高的;林缘位置对附生苔藓植物生物量有明显促进作用，林缘位置附生苔藓生物量最高。不同苔藓对光照强度增加和干旱的耐受度有所体现:绢藓（Entodon）、塔藓对干旱耐受度更高，在林窗位置生长的最好;平藓、曲尾藓、匐灯藓(Plagiomnium)等附生植物群落优势苔藓在林缘位置生长量最大;悬藓(Barbella)、白齿藓(Leucodon)、耳叶苔（Frullani）等耐受度最低，在林下位置生物量最大，甚至在林窗不生长。
　　可见，森林林窗更新和粗木质残体腐烂过程会显著影响苔藓植物物种多样性、生物量、群落多样性和氮磷含量，同时影响森林系统养分循环过程。总体上林窗对于高寒森林苔藓植物群落的生物量和群落多样性有明显促进作用，但林窗不是影响苔藓植物C、N、P养分的因素，粗木质残体的腐烂等级对附生苔藓植物N、P养分有显著影响。保留高寒森林林下粗木质残体，对于增加森林生态稳定性和促进苔藓植物生长都有良好的作用，将倒木等粗木质残体放置于林缘位置，可以明显促进苔藓植物生长和群落多样性。对于密度较大、林下粗木质较少的森林，可以选择人工疏伐，促进森林生态稳定性。

目录

声明

摘要

1前言

2国内外研究进展

2．1苔藓植物的物种多样性

2．2苔藓植物的生物量

2．3苔藓植物生态功能

2．3．1水文循环

2．3．2养分循环

2．3．3环境监测功能

2．3．4影响苔藓植物群落组成的生态因子

2．4研究目的与意义

3研究内容

3．1高山森林不同生长基质上的苔藓植物的分布和C、N、P含量

4．1研究区概况

4．2样地设置及样品采集

4．2．1样地设置

4．2．2野外调查和样品采集

4．3样品测定

4．3．1苔藓植物生物量测定

4．3．2苔藓植物C、N、P含量的测定

4．4数据处理与统计分析

5结果与分析

5．1基质类型对苔藓植物种类和生物量影响

5．1．1基质类型和苔藓植物概况

5．1．2生长基质对苔藓植物多样性的影响

5．1．3生长基质对苔藓植物生物量的影响

5．2粗木质残体腐烂等级对苔藓植物影响

5．2．1不同腐烂等级粗木质残体概述

5．2．2腐烂等级对苔藓植物群落的影响

5．3林窗位置对不同基质上苔藓植物的影响

5．3．1林窗对活立木上苔藓植物的影响

5．3．2林窗对倒木上苔藓植物的影响

5．3．3林窗对大枯枝上苔藓植物的影响

5．3．4林窗对枯立木上苔藓植物的影响

5．3．5林窗对根桩上苔藓植物的影响

5．4基质类型对苔藓植物C、N、P含量及其计量比的关系

5．5粗木质残体腐烂等级对苔藓植物C、N、P含量及其化学计量比的影响

5．6林窗对不同基质上苔藓植物C、N、P含量及其化学计量比的影响

6讨论

6．1基质类型对附生植物群落的影响

6．2粗木质残体腐烂等级对附生植物群落的影响

6．3林窗对附生植物群落的影响

结论与生态管理对策

7．1结论

7．2生态管理对策

参考文献

致谢

作者简历