【摘 要】
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提高森林质量、维持人工林长期生产力等生态系统服务功能和提高森林物种多样性、增强人工林抵御气候变化和自然灾害能力,已成为我国生态文明建设的战略需求。本研究以川东低山区华蓥市马尾松（Pinus massoniana）人工林为研究对象,采用100、150、200株/hm2三种目标树密度经营和设置50、100、200、667 m2四种面积的林窗作为自然恢复,辅以设置对照林分,实施3年后,于2018年10月
【基金项目】
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科技部 2017 年度“林业资源培育及高效利用技术创新”专项项目子课题“马尾松大径材林改建技术及材种预测模型研究”（2017YFD0600302-05）； 德国政府贷款四川林业可持续经营管理项目专题:四川盆地低山丘陵区森林可持续经营技术研究与示范（G1403083）； 四川省“天府万人计划”资助项目“马尾松大径材林改建技术
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提高森林质量、维持人工林长期生产力等生态系统服务功能和提高森林物种多样性、增强人工林抵御气候变化和自然灾害能力,已成为我国生态文明建设的战略需求。本研究以川东低山区华蓥市马尾松（Pinus massoniana）人工林为研究对象,采用100、150、200株/hm2三种目标树密度经营和设置50、100、200、667 m2四种面积的林窗作为自然恢复,辅以设置对照林分,实施3年后,于2018年10月研究两种近自然经营方式下马尾松人工林灌草层植物多样性、生态位宽度、生态位重叠及不同处理下土壤理化性质,研究结果如下:（1）目标树经营对马尾松人工林林下灌草层植物物种丰富度有显著影响,与对照相比,目标树处理植物种类丰富。马尾松人工林目标树经营灌木层多样性随着处理程度的增加随之显著提升。与对照相比,密度为100株/hm2和200株/hm2的目标树经营在灌木层均匀度指数均显著减小。目标树经营对马尾松人工林草本层植物多样性各指数均有显著影响,都呈现为增加趋势。目标树经营经营措施灌木层优势种表现不一,且存在重叠优势种。樟（Cinnamomum camphora L.）、毛桐（Mallotus barbatus）、下枹栎（Quercus serrata）、木姜子（Litsea pungens）和琴叶榕（Ficus pandurata）在4种标准地下均处于优势地位,说明这些物种在当前生态系统中比其他植物利用各种资源的能力更强。在灌木层下,目标树密度为100株/hm2和150株/hm2的两种处理相比于对照,主要种群之间的生态位重叠程度不高,而200株/hm2处理的林下灌木层物种之间生态位重叠值偏大,说明该处理对资源利用的相似性偏高,对环境资源的共享程度较高。草本层优势种生态位宽度无明显差异,表明优势种对当前资源的利用能力较为一致。各处理下的草本层优势种生态位重叠度指数均偏小,说明目标树经营后不同种类的草本植物几乎独立占据各自的空间环境资源,形成独自的局部生长优势。（2）目标树经营对马尾松人工林表层土壤理化性质有显著影响。与对照相比,表层土壤的有机质、有效磷、水解氮、速效钾含量、土壤含水率、土壤容重均有显著性差异且与灌草层植物多样性各指数密切相关（p<0.05）。目标树经营对马尾松人工林土壤理化性质及林下植物多样性的主成分分析综合表现为200株/hm2>100株/hm2>150株/hm2>CK。说明各标准地经过目标树经营都明显改善了表层土壤理化性质和植物多样性,其中目标树密度为200株/hm2处理对发挥马尾松人工林生态系统服务功能作用最为突出。（3）不同面积林窗内灌草层植物物种均显著增加,灌木层优势种以樟、楤木（Aralia chinensis L.）和地桃花（Urena lobata Linn.）为主,草本层下蕨类植物占比较大,灌木层植物多样性均有显著变化。草本层生态优势度指数和均匀度指数均为各处理显著低于对照,丰富度指数和多样性指数均显著高于对照。灌木层樟和楤木都是五种不同处理下的优势种,且在各自处理下占据一定的生态位宽度。生态位宽度的大小与生态位重叠没有明显的规律,绝大部分的灌木都处于小生态位重叠度,林窗面积为100 m2和200 m2处理的高生态位重叠度的比例均大于对照。荩草（Arthraxon hispidus）在50 m2处理、100 m2处理和667 m2处理均占据重要位置,说明此草本植物是研究区的主要优势种,环境适应性强,占据大部分可利用资源。林窗内草本层优势种的生态位重叠度总值相比于对照,在小林窗（50 m2）和大林窗（667 m2）呈降低趋势,在中林窗（100 m2和200 m2）高于对照。（4）不同面积林窗内土壤p H,土壤有机质含量、土壤水解氮含量、土壤速效钾含量、土壤含水率、土壤容重均有显著性差异。灌木层多样性主要受土壤速效钾含量的驱动,土壤容重也会显著影响灌木层Simpson指数、Pielou指数和草本层Shannon指数,它们均呈现存在极显著的负相关关系（P<0.01）。草本层Pielou指数与土壤速效钾含量、土壤含水率均显著正相关（P<0.05）;草本层Shannon指数与土壤有机质含量、土壤水解氮含量密切相关;土壤含水率方面,只与草本层Simpson指数和Pielou指数显著正相关（P<0.05）。不同面积的林窗内土壤理化性质与植物多样性主成分分析综合表现为200 m2>100 m2>50 m2>667 m2>LCK,说明林窗对土壤理化性质与植物多样性有明显的改善,其中200 m2大小的林窗表现最好。综上所述,近自然经营在提高灌草层植物多样性的同时,也显著的改变了植物群落结构,促进了整体群落向更为稳定的结构进行发展,改善了表层土壤理化性质,为提升马尾松人工林生态系统服务功能,实现森林质量精准提升计划提供理论支撑和技术指导。研究结果表明:目标树经营和不同大小的林窗都能够显著改善林下植物群落与环境,目标树密度为200株/hm2,林窗面积为200 m2处理的近自然处理方式对灌草层植物多样性,优势种生态位分布,林内环境的改善表现最优,能培育相对其他处理更适合植物生长的环境。在相似条件下实施目标树经营建议以200株/hm2的目标树密度实施为宜,林窗大小以林窗面积为200 m2为最优。
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