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通过在粤北地区开展冰雪灾害后杉木林地凋落物和土壤动态研究,对探索森林生态系统受突发性自然灾害影响的变化规律有重要意义。本文研究了冰雪灾害对杉木林的凋落物储量、持水特性、土壤特性和生物多样性的影响,结果如下：
1.冰雪灾害后,凋落物储量呈现枝>干>叶>正常凋落物>皮；养分含量均呈现叶>正常凋落物>皮>枝>干,各组分中养分含量均呈现N>K>P；养分累积量均呈现叶>正常凋落物>枝>干>皮,各组分中养分累积量均呈现为N>K>P。
2.不同年份的凋落物层储量先降后升；养分含量呈现为N>K>P；养分累积量呈现N>K>P,不同年份的凋落物层养分累积量先降后升。不同年份杉木林地养分储量土壤(0～40cm)>凋落物>折干残体。折干残体和凋落物中,养分累积量呈现N>K>P,在土壤中则为K>N>P。
3.凋落物各组分浸泡0.5h后,持水量为叶>枝>凋落物>干>皮,浸泡2h后,凋落物的持水量超过枝的持水量,为叶>凋落物>枝>干>皮。在浸泡的0.5～1.5h时间段内,各组分的持水率为叶>凋落物>皮>枝>干。浸泡2h后,干的持水率超过枝的持水率,各组分持水率为叶>凋落物>皮>干>枝。在0.5～2ｈ浸泡时间段,各组分的吸水速率为叶>凋落物>皮>枝>干,浸泡2h后,干的吸水速率超过枝的吸水速率,各组分吸水速率为叶>凋落物>皮>干>枝。各组分的持水量和持水率随着浸泡时间的增加按照自然对数方程增加,吸水速率则随浸泡时间的增长按负指数方程下降。
4.不同年份的凋落物层持水量2008年最大,2010年居中,2009年最小；持水率则是2008年最大,2009、2010年大致相同；不同年份吸水速率的下降趋势相似。凋落物层的持水量和持水率随着浸泡时间的增加按照自然对数方程增加,吸水速率则随浸泡时间的增长按负指数方程下降。
5.杉木林地上土层(0～20cm)的容重呈先降后升,下土层(20～40cm)则呈先升后降；上下土层毛管孔隙度先降后升,各年上下土层均无显著差异；上土层非毛管孔隙度先升后降,下土层则上升后保持稳定；土壤总孔隙度为上土层呈先升后降,下土层稳定后上升。上下土层自然含水量均为先降后升；上土层毛管持水量呈先升后降,下土层则呈先降后升。
6.杉木林地上下土层pH均呈现下降趋势；上土层有机质显著上升后极显著下降,而下土层则显著下降；全N含量的变化趋势与有机质含量相似；上下土层全P显著上升后极显著下降,各年上土层全P含量均高于下土层含量；上下土层全k含量随着年份的增加而降低；各年份的上层速效N、P、K含量均高于下土层。
7.上下土层微生物数量先降后升,且均是上土层含量高于下土层；上土层脲酶活性下降,而下土层先降后升,磷酸酶、过氧化氢酶活性先降后升,且上土层含量高于下土层。
8.从灌草重要值排序中可以看出,2008年杉木林下无灌木层,草本层以蕨类等阴生植物为主。2009年起,杉木林下灌木层物种增多,草本层则是以耐阴植物居多。2010年灌木层中阴生植物空心泡成为绝对的优势种,草本层中则出现了新的物种,如三脉紫菀、柄叶鳞毛蕨等。从各物种重要值的排序结果可以看出,2008年冰雪灾害发生时,杉木林下草本占据绝对优势,后来多种阴生灌木陆续入侵。
杉木林下灌木层以2009年丰富度指数最小；2009年的Simpson指数大于2010年；Shannon-Wiener指数则相反。2008年的草本层物种丰富度指数比2009和2010年的小；各年Simpson、Shannon-Wiener指数大小为2009年最大,2010年居中,2008年最小。由此可见,2009年杉木林的生物多样性最大而且稳定,物种分布均匀。