一個年齡序列巨桉人工林土壤種子庫組成與物種多樣性研究.pdf

1、人工林在為人類提供木材、減緩大氣CO2濃度上升、增加陸地森林覆蓋率和減緩人類對天然林依賴的同時，也出現了一系列的生態(tài)問題，例如生物多樣性下降、土地退化、生產力降低等，其核心是生物多樣性問題。土壤種子庫是存在于一定體積土壤中有活力的、休眠及未休眠種子。在植被恢復、天然更新與恢復、生物多樣性的維持等方面起著重要的作用。以往的研究多集中于天然植被或耕地土壤種子庫，對人工林土壤種子庫研究較少；并且隨著人工林的發(fā)展演替，土壤種子庫也將會發(fā)生相應的

2、變化，但很少有研究將林齡這一因素考慮在內。本研究以1-10年生巨桉人工林為研究對象，分析了其土壤種子庫組成、優(yōu)勢類群、隨林齡增加土壤種子庫多樣性動態(tài)等生態(tài)學過程及種子庫和林下植被之間的相關性。更全面、系統地了解退耕還林過程中土壤種子庫特征及其對地上植被更新的意義，為人工林生物多樣性保護管理、減少負面效應和持續(xù)經營提供理論依據。研究結果表明：
　　 1)1～10年生巨桉人工林土壤種子庫中共獲植物58種，分屬38科48屬，以水蓼、馬

3、唐、求米草為優(yōu)勢種；常見種為爵床、鼠麴草、七星蓮、畫眉草、魚眼草、地耳草、葉下珠、繁縷、三輪草、莎草、皺葉狗尾草、酢漿草、石生繁縷、紫花地丁、車前草、裸花水竹葉、水蜈蚣、秋分草、蛇莓、糯米團、雀稗。其余為稀有種。
　　 2)1-10年巨桉人工林土壤種子庫物種數在林齡＜5年時波動較大，第5年時降到最低，而后隨著林齡增加而增加，到第10年，種子庫物種數為第1年的1.9倍。各林齡巨桉人工林地土壤種子庫物種組成以草本植物種子為主，土壤種

4、子庫密度隨林齡增加不斷變化，造林初年土壤種子密度最高(3090ind m-2)，巨桉林土壤種子庫密度1到6年生降低(p＜0.01)，此后隨林齡增長而增加，第6年土壤種子密度為最低(1222indm-2)，到第10年，土壤種子庫密度為2098ind m-2。草本種子密度和土壤種子庫整體密度隨林齡變化一致；灌木物種密度在造林初年最低(5ind m-2),1-3年升高(p＜0.05),3-5年降低，而后隨林齡增加而顯著升高，第10年灌木物種種

5、子密度達202ind m-2。
　　 3)1-10年巨桉人工林土壤種子庫具有表聚性。土壤種子大量集中在0-5cm，其次是枯枝落葉層，5-10cm最少。1-10年巨桉人工林，枯落物中的平均種子數量占種子總數的20-21％;表層土壤(0-10cm)中平均種子數量占種子總數的79-80％，可見枯枝落葉層會保存一定量的種子，但遠沒有土壤表層中保存的多。1-10年巨桉人工林，在表層土中，0-5cm土層土壤平均種子密度占種子總量的76-77

6、％，下層(5-10cm)占2-3％，各林齡巨桉土壤種子庫的密度隨土層深度的加深而減少(p＜0.01)。
　　 4)1-10年巨桉人工林土壤種子庫，灌木物種Shannon-wiener指數1-3年升高(p＜0.05),3-6年降低(p＜0.05)，而后隨林齡增加而升高(p＜0.05)。Pielou均勻度指數1-3年升高3-6年降低，而后隨林齡增加而升高，但整體趨勢未達顯著水平。Simpson優(yōu)勢度指數1-2年升高，2-3年降低，3

7、-6年升高，而后隨林齡增加而降低，變化未達顯著水平。草本物種多樣性指數隨林齡增加不斷變化，Shannon-wiener指數1-5年降低(p＜0.05)，而后隨林齡增加而增加(p＜0.05)。Pielou指數隨著林齡增加無顯著變化，Simpson指數隨著林增加1-5年升高，而后隨林齡增加而降低，但其變化未達顯著水平。從群落水平上，土壤種子庫Shannon-wiener指數1-5年波動地降低(p＜0.01)，而后隨林齡增加而增加(p＜0.0

8、1),Simpson優(yōu)勢度指數1-5年增加(p＜0.05)，而后隨林齡降低(p＜0.05);Pielou指數1-5年降低，而后隨林齡增加而增加，但未達顯著水平。
　　 5)一個年齡序列巨桉人工林土壤種子庫各多樣性指數與農耕地土壤種子庫各多樣性指數進行多重比較發(fā)現，除了在造林第1年不顯著之外，初年(2-4年)均顯著，且高林齡階段第9、10年均不顯著，其余年份顯著。
　　 6)退耕營造巨桉人工林10年間，林下植被物種數和植物

9、豐富度在1-5年降低，而后又隨林齡增加而增加，10年生林地這兩個指標分別增加為為第1年的5.09和5.83倍。10個樣地出現的植物78種分屬44科65屬，以灌木和草本為主。草本在物種和個體數量上均占據優(yōu)勢。造林初期草本層物種豐富度和多樣性高于灌木層，中林齡時草本層物種數漸比灌木層物種數低，高林齡時灌、草物種豐富度持平。Simpson指數(D)和Shannon-weiner指數(H)變化相似1-3年上升，隨后兩年下降而后又上升，低林齡時草