太行山片麻岩地区微地形土层厚度特征及其植被生长阈值

摘要

[目的]探讨片麻岩山区不同微地形土层厚度的分异特征,明确植物生物量、平均高、盖度对土层厚度的响应规律,计算出各指标对应的土层厚度阈值,以期为片麻岩山区植被恢复提供参考依据.[方法]以7种微地形及原状坡的土层厚度、植物群落特征数据为基础,采用典型相关分析法研究影响片麻岩山区植物群落特征的主要因子,对比分析不同微地形及原状坡之间土层厚度的异质性,并运用拐点探测分析软件Change-point analyzer 2.3探讨不同植物群落数量特征指标对应的土层厚度阈值.[结果]由典型相关分析得出土层厚度、微地形均影响了植物群落数量特征和多样性的变化,而土层厚度是引起这种变化的首要因子;片麻岩山区土层浅薄,平均厚度15 cm,微地形的土层厚度多数高于原状坡,其中,U形沟、塌陷和巨石背阴的土层厚度最大(23.1,21.3和21.8 cm),显著高于其他微地形和原状坡(P＜0.05),坡顶、陡坎的土层厚度最小(4.2和7.9 cm);通过对土层厚度进行拐点探测分析,得出随着土层厚度的不断增加,植被生物量、平均高、盖度也逐渐增加,当土层厚度增加到12.5 cm时,生物量从201 g·m-2跃迁到275 9·m-2,即当土层厚度小于阈值12.5 cm时,植被生物量增长缓慢,大于12.5 cm时则增长迅速;同理,当植物平均高从30 cm跃迁到40 cm时,土层厚度阈值为9.4 cm;当盖度从38％跃迁到51％时,土层厚度阈值为10.5 cm.[结论]片麻岩山区植物群落数量特征随着土层厚度的变化呈现出显著的空间异质性(P＜0.05),表明土层厚度是限制片麻岩山区植被生长的重要因子.在植被恢复过程中,掌握片麻岩山区土层厚度的空间异质性及阈值,优先在土层厚度大于10.5 cm的区域进行植被恢复,以点带面,最终实现整个片麻岩山区植被的重建.