阔叶红松混交林林隙内坑-丘微立地特征及其对植被更新的影响

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在小兴安岭阔叶红松混交林内,由于树倒形成的坑和丘微立地,增加了林地的复杂性,促进了森林群落中周围树木和草本的再生能力,同时也改善了林隙内的光照、温度、水分等环境条件。因此掘根倒木形成的微立地在维持森林物种多样性和森林景观格局等方面发挥着重要的作用。本文对由树木连根拔起而形成的坑和丘微立地特征及微环境对植被的影响做了初步研究。在红松阔叶混交林内,设置了2.55hm2的固定样地,2011年8月调查了42株倒木及其形成的坑和丘复合体的微立地特征和植被更新状况,测定了丘顶、丘面、坑壁、坑底、完整立地5个微立地的土壤含水量、土壤温度、空气相对湿度和光合有效辐射(PAR);并选取了由掘根倒木形成且具有坑和丘微立地的3个代表性林隙,并以空旷地和郁闭林分为对照,利用多通道HOBO自动气象站,测定了不同大小林隙中心和丘顶的光合有效辐射、气温、相对湿度以及林隙中心的总辐射和降水量,比较了不同月份不同大小林隙中心和丘顶部微气候因子的差异,分析了不同大小林隙中心微气候因子的月变化以及不同大小林隙在典型天气条件下林隙中心和丘顶部微气候因子的日变化;研究了三个不同大小掘根林隙中主要树种的数量特征,以及坑和丘微立地在林隙内对树种更新的影响。结果表明:在5个微立地中,丘顶的光合有效辐射最高(527.9μmol m-2s-1),完整立地最低(58.7μmol m-2s-1):丘顶的土壤温度最高(16℃),坑底最低(13.3℃);坑底的土壤含水量最高(34.62%),丘面最低(0.5%);完整立地的空气相对湿度最高(75.95%),丘顶的最低(68.03%)。形成坑和丘复合体的5个树种的频率大小依次是红松(42.9%)>云杉(31.0%)>白桦(16.7%)>冷杉(7.1%)>稠李(2.4%)。42株掘根倒木中,有2/3偏向西北方向。倒木体积与坑深度、坑长度、丘高度、丘宽度均呈极显著正相关,与丘厚度呈负相关。坑的宽度和长度分别与倒木的胸径呈显著和极显著正相关。不同微立地之间物种丰富度和所有树种盖度的大小顺序均为:完整立地>坑>丘。3个不同大小林隙的月均PAR和月均气温均为大林隙>中林隙>小林隙,月均相对湿度依次为小林隙>中林隙>大林隙;同一林隙中,丘顶部月均PAR和月均气温大于林隙中心,月均相对湿度为林隙中心>丘顶部;不同样地内月均总辐射与月均气温均为7月>8月>9月,空旷地>大林隙>中林隙>小林隙>郁闭林分,然而月均相对湿度却为郁闭林分>小林隙>中林隙>大林隙>空旷地,郁闭林分与其它样地之间的相对湿度差异均显著(P<0.05);7—9月各样地内总降水量按照空旷地、大林隙、中林隙、小林隙、郁闭林分的次序依次递减;无论晴天与阴天,丘顶部日均PAR和日均气温都大于林隙中心,日均相对湿度却相反;无论丘顶部还是林隙中心,晴天日均PAR和日均气温都大于阴天,日均相对湿度则为阴天>晴天。不同大小林隙内乔木密度和重要值大小依次是红松>云杉>稠李>榆树>冷杉,灌木密度和重要值大小依次是毛榛子>刺五加>珍珠梅>忍冬>溲疏>山梅花。林隙内更新幼苗密度排序是坑>林隙中心>丘。林隙内更新层乔木幼苗树种重要值依次为坑>林隙中心>丘;更新层灌木幼苗重要值从大到小依次为林隙中心>坑>丘。本项研究为原始阔叶红松林林隙的更新、退化生态系统的恢复和可持续经营提供基础数据和实践参考。
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