不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

摘要

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题。以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和强度石漠化4种等级石漠化环境下的植被特征、土壤物理特征以及两者之间的关系,以期探寻不同等级石漠化环境下人工林植被和土壤物理性质的变化规律,为该地区生态恢复和石漠化治理提供理论依据。结果显示,(1)4种等级石漠化环境的物种多样性指数存在显著差异,均匀度与丰富度指数随石漠化等级的增加而逐渐减小。(2)草本层植物共有24科35属36种,以禾本科、菊科为主;灌木层植物共有28科43属47种,以蔷薇科为主;乔木层植物共有13科13属13种,以樟科为主,物种相对丰富。同一物种对不同等级石漠化环境的适应性差异显著,蔷薇科植物可作为石漠化等级的区分指标。(3)同一石漠化环境下,除土壤容重外,土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、土壤通气度等土壤物理指标随土层的加深呈减小趋势。不同石漠化环境下土壤物理特征(土壤容重、最大持水量、毛管持水量、田间持水量)存在显著差异(P<0.05),除土壤容重以外,其他指标随着石漠化等级的增加呈现先减小后增加的趋势。(4)相关性分析表明,土壤物理特征与石漠化等级、植物多样性指数间存在显著的相关性(P<0.05)。主成分分析表明,土壤容重、土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度是影响不同等级石漠化环境下植物群落特征的主要土壤因子,累积解释量为82.486%。综上,在人工造林一定时间后,该区域不同等级石漠化环境下的物种数量逐渐增加,土壤物理结构有所改善,植被和土壤之间存在相互作用,但距离恢复成理想的群落结构还有一定的差距。建议在后期植被恢复时不仅要考虑植物的多样性,还要考虑不同石漠化等级的适生植物物种。