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桉树人工林大规模引种改变土地利用覆被类型而造成对环境及生物多样性的影响不容忽视。本研究在对云南省澜沧县进行土地利用覆被变化分析的基础上,了解了桉树引种后造成常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地的覆被变化情况,并针对这一情况,在原覆被类型为常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地的2004年种植的桉树林地内设置了14块样地,并在相似生境条件且相邻的区域设立了14块次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地样地,采用群落调查方法、数量生态学研究方法,分析了研究区内次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地及桉树林地林下物种组成、物种多样性特征,探讨了次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地后,林下灌木层和草本层植物物种组成、物种多样性、物种生态位变化,并分析了桉树林地取代以上三种林地后林下植物物种多样性生态安全,为桉树引种是否对植物物种多样性造成影响这一争议问题提供具体的事实证明。主要的研究结论如下:
(1)土地利用覆被变化
2000-2009年,研究区针叶林地和灌木林地面积明显减少;常绿阔叶林地、旱地、水田、水域、居民点及建设用地、茶园、荒草地的面积增加,其中水田面积的增加幅度最大,面积增加部分主要来源于针叶林地和灌木林地。在2009年土地利用覆被类型中,增加了橡胶林地和桉树林地,面积增加部分主要来源于针叶林地和灌木林地。随2003-2005年桉树大面积引种,造成其他覆被类型转变为桉树林地,这些用地类型主要包括:常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地。
(2)各林地林下植物物种组成及物种多样性特征
次生常绿阔叶林地以乔木植物为主,灌木林地以灌木植物为主,思茅松林地和桉树林地均以灌木植物和草本植物为主,且林下植物科属种较丰富,物种分布较为分散。次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地灌木层的物种丰富度、物种多样性、物种均匀度以及桉树林地灌木层的物种多样性、物种均匀度都高于草本层,而桉树林地灌木层和草本层的物种丰富度则没有较为明显的变化规律。
(3)土地利用覆被变化后林下植物物种组成、物种多样性、生态位变化
在群落植物生长型方面,次生常绿阔叶林地、思茅松林地转变为桉树林地后,群落的木本植物有所退化,但有利于灌木植物和草本植物的发育,其中思茅松林地转变为桉树林地后,灌木与草本植物的增长较弱;灌木林地转变为桉树林地后,灌木植物退化,但有利于草本植物发育。
在植物物种组成方面,次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地后,林下灌木层的科属种数减少,草本层的科属种数增加;林下优势种发生变化;次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地内的物种在桉树林地内的分布减少或消失;林下喜阳喜热物种增加,喜湿喜荫植物消失或分布减少;林下外来入侵物种数量增加。
在物种多样性方面,次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地后,灌木层物种丰富度降低,草本层物种丰富度增加。思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地后,灌木层和草本层的物种多样性降低,物种分布均匀程度降低,而次生常绿阔叶林地转变为桉树林地后,灌木层和草本层物种多样性有细微的上升,但变化不大,灌木层物种分布均匀程度增加,草本层物种分布均匀程度降低。总的而言,桉树引种造成的用地变化降低了研究区的植物物种多样性。
在物种生态位变化方面,次生常绿阔叶林地、思茅松林地、灌木林地转变为桉树林地后,生态位宽度值较大、对资源环境利用能力强的物种发生变化;林下灌木层和草本层喜湿、喜阳植物生态位宽度发生变化;林地群落结构不稳定,外来入侵物种迅速成为桉树林地内的优势物种,其生态位幅度逐渐增大。
(4)土地利用覆被变化对林下植物物种多样性生态安全影响
对用地类型变化后的林下植物物种多样性生态安全分析表明,桉树引种造成的用地变化使得林下植物物种多样性生态安全受到不同程度的威胁,林下植物物种存在不同程度的减少或消失现象。其中,以灌木林地转变为桉树林地后林下植物物种多样性生态安全受到威胁最为严重,其次是次生常绿阔叶林地、思茅松林地转变为桉树林地对林下植物物种多样性生态安全的影响。
因此,桉树引种确实对林下植物物种多样性生态安全造成不利影响,降低了引种区的植物物种多样性。