火干扰对重庆亚热带森林植被及土壤的影响——以北碚茅庵林场森林火灾影响为例

摘要

森林火灾会降低植被的覆盖度，从而导致土壤侵蚀等环境问题的发生。因此，森林火灾后植被的恢复问题受到了人们的关注。2006年8月30日至9月2日期间，茅庵林场发生了森林火灾，对植被造成了巨大的破坏。森林火灾后，当地的植被需要进行生态恢复。 了解火干扰后植被和土壤的特征，对植被恢复方法的选择和实施有着重要的意义。本文对茅庵林场火烧迹地内存活乔木的特征、林下植被物种组成以及土壤理化性质进行研究，旨在为重庆茅庵林场火烧迹地的生态恢复提供基础资料。 对茅庵林场未火烧林地内植被特征进行了调查，结果表明：林场内共有维管植物119科，297属，407种；植物生活型以高位芽植物为主，占了58.97％：主要森林群落有马尾松林、杉木林、针阔混交林以及常绿阔叶林。 通过对马尾松林，杉木林，针阔混交林和常绿阔叶林4种森林群落未火烧样地以及高强度火干扰样地内存活乔木的调查，研究了高强度火干扰对这4种群落乔木树种存活的影响。高强度火干扰后，各树种的存活方式不同，马尾松(Pinus massoniana)为树冠存活，而杉木(Cunninghamia lanceolata)、白毛新木姜子(Neolitsea aurata vat glauca)、油茶(Camellia oleifera)和光叶山矾(Symplocos lancifolia)则是在树冠死亡后产生萌枝。高强度火干扰1年后，杉木所产生萌枝的高度要显著高于光叶山矾以及油茶所产生的萌枝。与未火烧样地相比，杉木林高强度火干扰样地内杉木小径级个体(DBH<2.5cm)密度降低，径级较大的个体的(DBH≥2.5cml密度变化不大；马尾松林高强度火干扰样地内马尾松只有少量大径级(DBH>27.5cm)的个体存活；针阔混交林高强度火干扰样地内马尾松只有少量大径级(DBH>17.5cm)的个体存活，四川大头茶(Gordonia acuminata)已经没有存活的个体；常绿阔叶林高强度火干扰样地内油茶和光叶山矾小径级个体(DBH<2.5cm)密度大大降低，径级较大的个体的密度(DBH≥2.5cm)变化幅度较小，白毛新木姜子只有极少量的个体存活。各群落高强度火干扰样地内存活乔木密度大小表现为杉木林>常绿阔叶林>马尾松林和针阔混交林。以上结果表明了，高强度火干扰后群落乔木的存活数量与群落内的树种组成相关。杉木林内有较大比例成熟的具有强萌枝能力的树种，在高强度火干扰后，存活个体较多，群落的恢复速度也较快。通过对针阔混交林内未火烧样地、低强度火干扰样地以及高强度火干扰样地林下植被的调查，研究了不同强度火干扰对林下植被物种组成的影响。高强度火干扰促进了幼苗的更新，尤其是阳生树种幼苗的更新。与未火烧样地相比，低强度火干扰样地以及高强度火干扰样地内灌木的物种数和盖度均下降。低强度火干扰样地内的优势灌木为能产生较多萌枝的物种：腺萼马银花(Rhododendron bachi)以及杜茎山(Maesa japonica)，而高强度火干扰样地的优势灌木为阳生物种山莓(Rubus corchorifolius)。与其它2种样地相比，高强度火干扰样地内1年生草本植物的物种数、草本植物的物种数以及草本植物的盖度增加。火干扰后草本植物的优势种发生了变化，低强度火干扰样地内的优势种为蕨(Pteridium aquilinum)，而高强度火干扰样地内的优势种为蕨和小白酒(Conyza Canadensi)。以上结果表明，低强度火干扰和高强度火干扰均会引起林下植被物种组成发生变化。高强度火干扰对林下植物物种组成的影响较明显。 通过对针阔混交林内未火烧样地、低强度火干扰样地以及高强度火干扰样地土壤理化性质的研究，并采用土壤综合肥力指数作为评价土壤理化性质综合能力的指标，得到以下结果：(1)与未火烧样地相比，低强度火干扰样地以及高强度火干扰样地内第1层(0～5cm)土壤的容重显著升高，第2层(5～10cm)土壤的容重没有显著差异；(2)火干扰1年后，不同样地之间土壤的pH值没有显著差异；(3)各样地内土壤有机碳含量、全氮含量以及有效氮含量的高低表现为未火烧样地>低强度火干扰样地>高强度火干扰样地，但低强度火干扰样地这3项指标的含量与高强度火干扰样地并没有显著差异；(4)高强度火干扰样地内土壤有效磷含量显著高于其它2种样地。各样地之间土壤全磷含量没有显著差异；(5)各样地第1层土壤综合肥力指数大小表现为：未火烧样地(0.821)>高强度火烧样地(0.586)>低强度火烧样地(0.584)，最大差值为0.237；第2层土壤综合肥力指数大小表现为：未火烧样地(0.258)>低强度火烧样地(0.212)>高强度火烧样地(0.111)，最大差值为0.147。结果表明了，火干扰后，表层土壤的容重升高，有机质含量、总氮含量以及有效氮含量降低，导致了土壤理化性质综合能力的下降。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1文献综述

1.1.1火干扰研究概况

1.1.2植物体对火干扰的抵抗能力

1.1.3火干扰后森林植被的恢复

1.1.4火干扰对森林土壤理化性质的影响

1.2选题依据

1.3主要研究内容以及技术路线

1.3.1主要研究内容

1.3.2技术路线

1.4创新点及存在问题

1.4.1创新点

1.4.2存在问题

参考文献

第2章茅庵林场自然概况及其植被特征

2.1茅庵林场自然概况

2.2茅庵林场植被特征

2.2.1研究方法

2.2.2研究结果

2.2.3结论

参考文献

第3章高强度火干扰对不同森林群落乔木存活的影响

3.1研究方法

3.1.1样地设置

3.1.2数据处理方法

3.2研究结果

3.2.1主要乔木树种存活特征

3.2.2未火烧样地与高强度火干扰样地内主要存活乔木密度的变化

3.2.3不同群落高强度火干扰样地存活乔木树种密度的比较

3.3讨论

参考文献

第4章不同强度火干扰对林下植被的影响

4.1研究方法

4.1.1样地设置

4.1.2参数计算

4.2研究结果

4.2.1乔木幼苗密度比较

4.2.2主要灌木物种组成比较

4.2.3主要草本植物物种组成比较

4.3讨论

参考文献

第5章不同强度火干扰对土壤理化性质的影响

5.1研究方法

5.1.1样地的选择与土壤采样方法

5.1.2土壤理化性质分析方法

5.1.3土壤理化性质的综合评价方法

5.1.4数据分析方法

5.2研究结果

5.2.1不同强度火干扰样地土壤的理化性质的比较

5.2.2不同强度火干扰样地的土壤理化性质的综合评价

5.3讨论

参考文献

第6章主要结论

致谢

在学期间所发表的文章