江西省主要森林类型物种组成与土壤微生物特征

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森林结构与功能形成的制约机制,是研究群落生态学、数量生态学和森林生态系统经营理论的重要基础,也是目前这些领域的研究热点和难点问题。本研究基于生物多样性的生态系统服务功能原理,探讨了主要森林类型物种多样性与土壤微生物多样性特征的关系,探索了物种多样性及其功能多样性对生态系统生产力与土壤微生物多样性维持的作用,揭示了这些关系与特征,为森林生态系统经营提供了理论支撑。本研究得到以下主要研究结果:(1)中亚热带森林群落植被类型丰富,植物区系复杂,赣中和赣南地区调查的主要森林类型具有相似的科组成,樟科、壳斗科、山茶科、蔷薇科。不同的是壳斗科物种在赣中地区的主要森林中为优势科,其中紫金牛科植物仅在赣中的主要森林中为主要优势科,而樟科在赣南的主要森林中优势更加明显,其中大戟科为赣南主要森林的优势科。(2)常绿阔叶林灌木层物种数、多样性指数高于乔木层也高于草本层,而均匀度却低于乔木层和草本层。只有乔木层在不同演替阶段的多样性指数和物种组成有差异。杉木林、马尾松林的灌木层的多样性指数、物种丰富度和均匀度均高于草本层。杉木林灌木层不同年龄阶段的组成有差异,不同年龄杉木、马尾松林草本层没有差异。群落年龄对林下层物种多样性与组成影响有限。(3)常绿阔叶林中,C/N比和土壤速效钾是影响乔木层物种组成的主要因子;灌木层植物差异随海拔不同而显著变化;草本层则受到坡度和微量元素铜、钙的制约。杉木林中,坡向是影响灌木物种组成的主要因素,土壤钾含量和海拔是影响草本层的因素。影响马尾松林林下灌木物种组成的主要因素是海拔和土壤速效钾。(4)对林下灌草层生物量与多样性关系的比较分析表明常绿阔叶林灌木、草本生物量与多样性指数成正相关。而马尾松林灌木仅物种丰富度与生物量正相关。常绿阔叶林功能多样性与生物量相关性不显著,但FRic(功能体积)与坡向负相关;FDiv(功能离散指数)与海拔和土壤钠元素正相关。(5)对3个主要森林类型成熟林阶段土壤微生物类型含量的比较分析表明,三者微生物类群含量差异显著,杉木林各微生物类群(细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌)均显著高于天然林,马尾松林微生物的含量均最低。3个主要森林类型中,马尾松林和杉木林均以革兰氏阳性菌占优势,常绿阔叶林以革兰氏阴性菌占显著优势。3个主要森林类型都以细菌为主要微生物类群,但阔叶林细菌比例最高,杉木林次之,马尾松林细菌比例最低,而相应的真菌含量更高。(6)影响常绿阔叶林土壤微生物组成的植被因素是乔木丰富度、灌木生物量,土壤因素是钠含量和总碳。影响马尾松林土壤微生物组成的植被指标是乔灌丰富度与草本生物量。另外,灌木盖度、灌木数量以及草本、灌木丰富度与土壤微生物生物量正相关而与土壤微生物丰富度关系不显著。表明灌木丰富度(SHR)的是影响马尾松林土壤微生物群落共有变量。杉木林中,乔木郁闭度影响土壤微生物组成,且与土壤微生物丰富度显著正相关。杉木林中土壤钾元素与土壤微生物组成关系密切。
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