林分密度、微地形因子對(duì)油松天然更新的影響分析

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1、林分密度、微地形因子對(duì)油松天然更新的影響分析　　天然更新是指一個(gè)植物物種或群落從其種子成熟、進(jìn)入土壤到萌發(fā)、生長(zhǎng),最后長(zhǎng)成健壯個(gè)體的連續(xù)過(guò)程[1].森林天然更新是喬木層物種組成的后備和群落自然形成喬、灌、草多層次結(jié)構(gòu)以及多物種組成的必需環(huán)節(jié),是森林資源再生產(chǎn)的一個(gè)重要生態(tài)學(xué)過(guò)程,是森林生態(tài)系統(tǒng)自我繁衍恢復(fù)的手段[2].森林在天然更新時(shí)能夠充分依靠林下層植被的自然發(fā)育來(lái)實(shí)現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的優(yōu)化,并能夠培育出合乎自然規(guī)律的、高生物多樣性和高生態(tài)質(zhì)量的森林[3].因此,森林天然更新是生態(tài)恢復(fù)與重建的重要途徑之一,也是維持森林動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ).

2、不同植物類型,由于群落結(jié)構(gòu)、群落的種類組成及群落所處生境的不同,植物天然更新的機(jī)制和規(guī)律也有所差別[4].　　油松(PinustabulaeormisCarr.)耐干旱瘠薄,有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性,同時(shí)具有很好的保持水土、涵養(yǎng)水源及改良土壤的作用,是黃土高原地區(qū)植被的重要組成部分[5-6].多年來(lái)黃土高原地區(qū)營(yíng)造了大量的人工油松林,目前大部分已進(jìn)入成熟期或近成熟期,它們是否具有持續(xù)的自然更新能力,直接影響著該地區(qū)人工油松林群落的穩(wěn)定性和生態(tài)功能的順利恢復(fù).但由于對(duì)人工油松林群落的種群繁殖特征及更新機(jī)制了解不夠深入,采伐和保育方式不合理,部分地區(qū)的人工油松

3、林群落處于衰退狀態(tài)[7-8].　　因此,研究人工油松林更新特征及影響因子,可為退化人工油松林的恢復(fù)提供參考.本文以位于黃土丘陵區(qū)子午嶺的人工油松林群落為研究對(duì)象,采用自然群落野外調(diào)查法,調(diào)查分析了林分密度、微地形因子等對(duì)油松天然更新的影響,以期為進(jìn)一步研究暖溫帶地區(qū)退化森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù).　　1研究地區(qū)與研究方法　　1.1研究區(qū)概況　　研究區(qū)位于黃土高原中部,陜西省和甘肅省交界處的子午嶺(33°18'~36°39'N,107°59'~108°43'E),屬黃土堆積

4、與河流侵蝕不斷交替而形成的黃土丘陵溝壑地貌;海拔1246~1756m,具有明顯的大陸性氣候特征,北部屬溫帶干旱氣候區(qū),中南部屬暖溫帶冷涼半濕潤(rùn)氣候區(qū),為森林草原、半干旱草原過(guò)渡地帶[7];年平均氣溫7.4~8.5℃,年降水量470~620mm,其中7-9月降水占到63%,年蒸發(fā)量1228.3mm,干燥度0.72,空氣相對(duì)濕度63%~68%,年日照時(shí)數(shù)2200~2400h,無(wú)霜期163d;地帶性土壤以森林灰褐土為主,pH值為7.5~8.2.　　該區(qū)在中國(guó)植物區(qū)系上隸屬于泛北極植物區(qū)、中國(guó)-日本森林植物亞區(qū)的華北地區(qū)黃土高原植物亞地區(qū),森林大部分系屢經(jīng)破壞后

5、而形成的天然次生林[7].地帶性植被是以遼東櫟(Quercus20m.其中,依據(jù)海拔梯度和林分密度設(shè)置樣地各16個(gè),按坡向、坡位地形因子設(shè)置樣地各16個(gè).采用典型取樣和常規(guī)方法進(jìn)行群落學(xué)調(diào)查.對(duì)樣地內(nèi)DBH>4cm的喬木記錄樹(shù)種名、測(cè)定胸徑、樹(shù)高、冠幅等;分別在每個(gè)樣地中設(shè)置5個(gè)2m2m的更新苗小樣方,記錄其中DBH<4cm的所有木本植物更新幼苗(H≤1m)和幼樹(shù)(1m<H≤3m)[8-9]的種類、株數(shù)、高度、蓋度和年齡等;利用GPS測(cè)定樣方的地理坐標(biāo)和海拔,同時(shí)記錄其坡位、坡向和林分郁閉度.調(diào)查在2012年7-9月進(jìn)行.　

6、　1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析　　采用SPSS16.0軟件對(duì)不同坡向、不同生境的生態(tài)因子進(jìn)行單因素方差分析(One-ilaxstans),其重要值均>20%.次優(yōu)勢(shì)種為油松、土莊繡線菊(Spiraeapubescens)、水栒子(Cotoneastermultiflorus)、灰栒子(Cotoneasteracu-tifolius)、黃刺玫(Rosaxanthina)、茶條槭(Acergin-nala)、蒙古莢蒾(Viburnummongolicum)、虎榛子(Ostryopsisdavidiana)等,其重要值均>10%.灌木物種在油松人工林下具有

7、明顯的優(yōu)勢(shì)地位,表明該森林群落處于演替的初期階段[9-10].更新層中,喬木物種比較豐富,這樣就為森林群落結(jié)構(gòu)的自然優(yōu)化提供了一定的保障.油松為林下更新層的次優(yōu)勢(shì)種,表明油松人工林群落具有一定的自我更新能力.其余所更新的木本植物的重要值差異不明顯,表明林下更新樹(shù)種具有比較均衡的空間分布及資源占有力.　　2.2更新層木本植物幼苗幼樹(shù)高度級(jí)結(jié)構(gòu)與年齡組成　　從油松人工林下更新層木本植物幼苗(樹(shù))的高度級(jí)分布結(jié)果(圖1)可以看出,人工油松林下木本植物幼苗的高度級(jí)以0~30cm范圍的分布數(shù)量最多,占更新樹(shù)種的45.8%,隨著高度級(jí)的增大,幼苗數(shù)量呈減小趨勢(shì),高度

8、>180cm的幼樹(shù)數(shù)量很少.　　不同年齡幼苗個(gè)體數(shù)量反映了種群動(dòng)態(tài)及未來(lái)發(fā)