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哀牢山是我国云贵高原、横断山地和青藏高原三大自然地理的结合部,也是生物多样性较丰富及植物区系地理成分荟萃之地,具有十分重要的保护价值和科学意义。本研究以哀牢山徐家坝地区亚热带山地为研究对象,研究原生中山湿性常绿阔叶林及不同次生植被类型的物种组成和更新特征、土壤种子库储量及其分布特征;并对本区退化山地开展了土壤种子库异地迁播和施肥的恢复试验研究,其研究结果如下:
1.在山地湿性常绿阔叶林和次生植被的16个样方5200m2调查中,共记录176种高等植物,隶属于67科132属。从灌草丛、旱冬瓜林、栎类萌生林到原生林,群落的科、属、种均呈现较明显的增长趋势。灌草丛以地檀香(Gaultheriaforrestii)和云南越桔(Vacciniumduclouxii)为优势种,旱冬瓜林以旱冬瓜(Alnusnepalensis)和南烛(Lyoniaovalffolia)占优势,栎类萌生林和原生林以硬斗柯(Lithocarpushancei)和木果柯(L.xylocarpus)为主。与原生林、旱冬瓜和灌草丛相比,栎类萌生林的林下植物较为丰富,Shannon-Wiener指数也较大,但Pielou均匀度指数较小。
2.在植被更新调查中,共记录木本植物幼苗种类26科41属47种,其中乔木31种,灌木16种。在灌草丛、旱冬瓜林、栎类萌生林、原生林四种植物群落中,幼苗密度分别为16.9±2.4、1.1±0.3、1.3±0.3、0.7±0.2株/m2。从灌草丛到原生林,灌木幼苗的比例逐渐减小,乔木的比例则逐渐增加。处于演替初期的灌草丛群落以灌木萌生更新占优势,随着演替进程乔木萌生幼苗数量逐渐增加。
3.根据不同森林群落类型土壤种子库萌发试验的结果,共记录种子植物106种,隶属43科89属。其中灌草丛土壤种子库有72种,其种子库储量达26350±2910粒/m2,芒种花(Hypericumuralum)是种子数量最多的种类;旱冬瓜林56种,种子库储量8175±1080粒/m2,大序苔草(Carexperakensis)的种子储量较多,栎类萌生林49种,种子库储量6185±1006粒/m2,以中华苔草(C.chinensis)和粉花绣线菊(Spiraeajaponica)的种子占优势,原生林仅41种,种子库储量8820±885粒/m2,南烛和云南越桔种子数量较多。
4.土壤种子库异地迁播试验结果表明,在灌草丛样地上,来自原生林和不同类型次生植被的土壤以及灌草丛自身的土壤萌发的幼苗物种数共计73种,其中原生林52种,栎类萌生林46种,旱冬瓜林47种,灌草丛28种。幼苗密度最大的是灌草丛,为111.60±3.77株/m2,依次为栎类萌生林的幼苗(99.40±2.44株/m2),早冬瓜林(66.03±1.70株/m2)和原生林(52.04±1.82株/m:)。旱冬瓜林的幼苗Shannon-Wiener指数、Margalef丰富度和Pielou均匀性指数均显著高于其它群落。
5.在土壤种子库异地迁播样地中,幼苗以非禾草类和乔木植物种类居多。其中,来自原生林土壤样地的非禾草类植物密度为19.93±2.92株/m2,乔木幼苗密度9.71±1.85株/m2,最低为禾草类植物,以喜阴悬钩子(Rubusmesogaeus)和大序苔草幼苗占优势;栎类萌生林的莎草类植物最多,密度高达46.61±2.85株/m2,其次是非禾草类、藤本和灌木植物,乔木和禾草类植物的幼苗则较少,以中华苔草和腺毛粉枝莓(R.biflorusvar.adenophorus)为优势种;旱冬瓜林的非禾草类植物密度为24.90±1.01株/m2,其次是藤本、灌木、灌木、乔木和莎草类植物,密度较低的是禾草类植物,以大序苔草和芒种花为主。
6.在土壤种子库异地迁播样地中,来自栎类萌生林土壤样地的幼苗总生物量最大,为298.6±17.6g/m2,其次是旱冬瓜林,为255.8±18.1g/m2,原生林最小,仅为226.6±17.0g/m2。各个土壤种子库异地迁播样地的乔木和禾草类植物的生物量都较低,栎类萌生林和旱冬瓜林的非禾草类和莎草类植物生物量则较高,原生林和栎类萌生林的藤本植物生物量也较高。
7.施肥试验结果显示,所有样地幼苗的根冠比随施肥量增加而减小,而幼苗总生物量则随氮磷肥用量的增加而增加。随氮磷肥用量的增加,样地占优势的幼苗生物量呈现增加的趋势。土壤种子库异地迁播样地上幼苗的物种数、Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度表现为随氮肥或磷肥用量的增加有下降的趋势。氮磷的交互作用对各植被类型土壤种子库异地迁播样地中幼苗的物种多样性指标和生长特性影响不显著。