枞阳马尾松混交林林下植被生物量及植物多样性研究

摘要

安徽省枞阳县大山村属于典型的亚热带北缘丘陵岗地气候地区，马尾松落叶阔叶混交林是该地区的主要植被类型。将马尾松占其混交林的组成比例分成5种类型（0-20％、20-40％、40-60％、60-80％和80-100％），设置15块20m×20m的标准样地，采用固定样地调查法系统研究了：(1)不同混交比例林分林下植被的组成结构、植物多样性和生物量的特点；(2)不同混交比例林分小气候条件和土壤物理化学特性；(3)林下植被生物量和林下植物多样性的相关关系及两者与土壤性质的关系。旨在探讨树种组成及比例对林下植被生长发育的影响。主要研究结果如下：
　　 (1)该区域马尾松混交林灌木层植物有34种，分属23科30属，不同混交比例林分均出现的灌木植物有麻栎、短柄枹、槲栎、茅栗、山槐、合欢、枫香、檵木、黄荆、马尾松、化香、野鸦椿、黄连木和六月雪等14种；壳斗科为林下灌木层的优势科，豆科次之，麻栎、短柄枹、槲栎以及枫香和野鸦椿是林下灌木层的优势树种。林下草本层植物共计6种，分属5科6属，不同比例林下均出现的植物种为莎草和白茅，铁线蕨、显子草、淡竹叶和铁芒萁为少见种或偶见种。随着马尾松比例增加，灌木层物种丰富度呈现先逐渐增加后逐渐减少趋势，在40-60％比例林分有最高值，而草本层物种丰富度基本不变，且种类较少；随着马尾松比例增加，灌木层高度呈现波动性变化，其盖度有逐渐降低趋势，草本层高度缓慢降低，其盖度相对稳定，变化不大。
　　 (2)不同比例林分灌木层植物多样性指数差异明显，其Margalef指数和Shannon-Wiener指数的大小顺序排列是马尾松比例为：40-60％＞60-80％＞20-40％＞0-20％＞80-100％;均匀度指数随着比例的增加，呈现缓慢增加趋势。不同比例林分的草本层植物多样性指数亦具明显差异，其Margalef指数的最大值、最小值分别出现在40-60％和20-40％比例林分；Shannon-Wiener指数最大值出现在60-80％比例林分，最小值出现在20-40％和80-100％比例林分；均匀度指数随着比例的增加呈波动性变化，其最大值、最小值分别出现于80-100％和20-40％比例林分。
　　 (3)随着林分混交比例的增加，林下植被生物量呈现先逐渐增大后逐渐降低的趋势。其中，灌木层生物量占林下总生物量的80-95％，灌木层生物量大小排序为：40-60％＞20-40％＞0-20％＞80-100％＞60-80％，器官根或茎的生物量在灌木层生物量的分配中最高，叶的生物量最低。草本层生物量占林下生物量较少部分，其大小排序为：60-80％＞40-60％＞20-40％＞80-100％＞0-20％，并且在所有比例林分中，草本层的地上部分生物量皆高于其地下部分生物量。
　　 (4)树种组成比例对土壤容重、孔隙度和自然含水量影响显著，随着混交比例的增大，各层容重逐渐增大，各层孔隙度和含水量有逐渐降低的趋势。组成比例对土壤的全氮、全磷、全钾及速效磷、速效钾含量影响明显，对于相同土层，各养分含量有随着林分比例增大而逐渐降低趋势。林下光照度、温度和相对湿度随着比例增加有规律的变化，即随着阔叶树种数量的增加，林内光照度减少，温度降低，而相对湿度有逐渐增加趋势。
　　 (5)林下总生物量与灌木层生物量、灌木层的丰富度指数和多样性指数呈显著正相关，部分达极显著正相关；草本层生物量与草本植物丰富度及多样性均有显著正相关关系；灌木层生物量与草本层生物量呈显著负相关。
　　 林下总生物量、灌木层生物量以及草本层生物量与土壤容重呈负相关，与土壤孔隙度呈正相关，其中林下总生物量与两者分别有显著的负相关和显著的正相关关系。
　　 林下灌木层、草本层的Margalef指数和Shannon-Wiener指数与土壤含水量、pH、有机质、全氮、全磷、全钾及速效磷、速效钾呈不同程度的正相关关系，但均未达到显著水平。