微生境因子对黄土高原油松人工林天然更新的影响研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrdi_xjj
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油松(Pinus tabuliformis Carr.)是黄土高原水土保持的主要树种之一。然而,大部分油松人工林目前面临着林下植物多样性低、天然更新困难等一系列生态问题。本研究以陕西省黄龙山林区成熟油松人工纯林为研究对象,通过调查300个5 m×5m小样方中林下木本植物和微生境因子特征,分析油松更新苗种群结构特征和动态变化,阐明影响不同发育阶段更新苗密度和高生长的主要微生境因子,为促进油松人工林可持续经营提供科学依据。主要研究结果如下:(1)油松更新苗种群的高度结构和年龄结构均呈近似正态分布,种群高度主要集中在50-150 cm范围内,年龄以11-14年为主。(2)油松更新苗种群的存活曲线为单峰型,最高峰在13龄级,说明油松更新苗种群年龄结构失衡,幼苗数量不足。种群总体数量动态指数(Vpi=4.3%)大于零,表明油松更新苗种群为增长型。但考虑到Vpi趋于0,并结合死亡率和消失率曲线所呈现的持续先增后降的动态趋势,说明该种群在干扰情况下增长趋势不明显。通过时间序列,预测在未来经过2、4、6、8、10年后,15龄级前的更新苗个体数减少,而15龄级后的更新苗个体数增长。(3)本研究涉及的所有微生境因子共解释了林下木本植物物种组成37.68%的变异,其中土壤全磷(2.66%)、土壤速效钾(2.19%)和凋落物自然持水率(1.26%)是主要影响因子。油松更新苗密度主要受土壤总氮、土壤速效钾和林下灌木密度的影响,而林下其他乔灌木密度、土壤全磷和林下光环境是影响更新苗高生长的主要微生境因子。(4)油松幼树(50 cm≤Height<200 cm)和青年树(Height≥200 cm且DBH<5 cm)密度分别受到6个和7个显著微生境因子的影响,高于影响幼苗(Height<50 cm)密度的显著微生境因子数(4个),表明幼树阶段可能是油松人工林成功天然更新的关键时期。因此,建议通过开创林隙或抚育间伐等措施促进幼树和青年树的生长。(5)油松(7261 steams·ha-1,124.6 cm)和辽东栎(3114 steams·ha-1,117.0 cm)的密度和高度、重要值和生态位宽度均比其他林下木本植物高,表明这些乔木物种是油松人工林的潜在冠层替代物种。因此,在未来林分演替过程中,油松人工林具有较大潜力形成稳定性和物种多样性较高的针阔混交林(如油松×辽东栎)。(6)油松人工林林下木本植物种群物种间的关联程度整体上不紧密,可以推测林下木本植物物种间的竞争程度较低。对于油松更新苗,幼苗受到的邻体竞争强度最高,而青年树的最低。其中,种间竞争对更新苗的影响高于种内竞争。较高的种内竞争和种间竞争主要发生在高度为100-140 cm的幼树中,而高于300 cm的青年树几乎不受邻体竞争的影响。综合上述结果,本研究建议经营者可采取林隙开创或间伐等措施,并可进一步探明植被-土壤-微生物系统的互作关系,以促进幼树和青年树的生长,提高它们进入冠层的机会从而形成物种多样性和稳定性较高的混交林,最终促进油松人工林可持续发展。
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