亚热带次生林群落结构与土壤特征内容简介

借鉴近自然森林管理理念,用阔叶林或针阔混交林替代南亚热带大面积人工针叶纯林已被认为是一种有效的森林培育方式。1993年,在位于广西凭祥的中国林业科学研究院热带林业实验中心伏波试验场营造了马尾松和杉木纯林。为了提高针叶纯林的生产力和维护生态平衡,2007—2008年间,运用近自然森林培育技术,分别在间伐后的马尾松和杉木纯林中套种等量混合的当地优质乡土树种红椎(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia gioii)苗木,套种密度均为405株/hm2(以下简称"马尾松近自然林"、"杉木近自然林")。选择邻近地块相同林龄、相似立地条件的未经改造的马尾松、杉木人工纯林作为对照(以下简称"未改造纯林"),研究了马尾松和杉木人工针叶纯林近自然改造早期对群落特征和土壤性质的影响,以期为马尾松和杉木人工林的可持续经营提供科学依据。研究结果表明:(1)近自然林中马尾松和杉木的密度、胸高断面积均显著低于各自未改造纯林(P<0.05),但其平均胸径均高于各自未改造纯林,其中马尾松达显著差异(P<0.05)。(2)近自然林成年树(DBH≥10 cm)的林木株数少于未改造纯林,树种仍以马尾松和杉木占据绝对优势地位,而近自然林小树(5 cm≤DBH<10 cm)和幼树(1 cm≤DBH<5 cm)的物种数、株数均多于未改造纯林,套种的红椎和香梓楠已经成为近自然林中重要值最大的幼树物种,红椎和香梓楠在马尾松近自然林中的生长状况优于杉木近自然林。(3)马尾松近自然林灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与其未改造纯林均无显著差异;杉木近自然林灌木层的丰富度指数和草本层的Pielou指数显著高于其未改造纯林(P<0.05),其他指数则没有显著差异。(4)马尾松和杉木近自然林的土壤容重、总孔隙度、全磷、全氮、全钾和速效钾与各自未改造纯林没有显著差异,但马尾松近自然林的土壤有机碳含量和pH值显著低于其未改造纯林(P<0.05),杉木近自然林的速效磷含量显著低于其未改造纯林(P<0.05)。

以我国北亚热带地区退化灌木林改造11 a后形成的木荷-青冈栎混交林和杜英纯林为研究对象,并以保留的退化灌木林为对照,分析了不同树种组成对林分土壤活性有机碳含量的影响。结果表明:木荷-青冈栎混交林和杜英纯林0 50 cm各土层土壤有机碳含量比退化灌木林分别增加了52.33%96.13%和77.93%119.85%,土壤易氧化碳增加了57.89%100.90%和21.44%46.85%,土壤轻组有机质增加了74.50%93.75%和27.24%96.09%,而土壤水溶性有机碳变化不明显。不同树种组成林分土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比率大小顺序,土壤水溶性有机碳/土壤总有机碳为退化灌木林>木荷-青冈栎混交林>杜英纯林,土壤易氧化碳/土壤总有机碳为木荷-青冈栎混交林>退化灌木林>杜英纯林。3种林分土壤各活性有机碳与土壤总有机碳的相关性均达到极显著水平(p<0.01),其中,木荷-青冈栎混交林相关系数大于其它两种林分。3种林分中,土壤总有机碳、易氧化碳、轻组有机质与土壤养分的相关性均达到极显著水平,而退化灌木林土壤水溶性有机碳与水解氮、速效钾相关性不显著,杜英纯林土壤水溶性有机碳与速效钾也无显著相关性。