阔叶红松混交林林隙大小、土壤水分以及光照对植物的影响

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红松阔叶混交林是我国东北部山区的典型地带性森林植被,但是由于历史上的重采轻育,目前原始红松阔叶混交林资源濒临枯竭,保护和恢复红松阔叶混交林刻不容缓。林隙作为阔叶红松混交林生态系统演替的一个过程,是森林更新的重要环节。但对其内在机制的研究较少,尤其对林隙大小对土壤水分、光照、植物多样性影响的综合研究极其缺乏,本研究将弥补我国在这方面的不足。本研究以小兴安岭红松阔叶混交林里6个林隙为研究对象。在其划定的大中小林隙内,与2011年8~10月采用嵌套的网格化方法布点,利用土壤时域反射仪(TDR),连续测定了小兴安岭阔叶红松混交林不同大小林隙内不同深度的土壤水分;于2011年6月和9月,利用估测法,测定样方内不同高度等级植物的覆盖度和多度,记载样方内基质特征;每月选择典型阴天,利用冠层分析仪拍摄鱼眼照片,用Gap Light Analyzer2.0软件计算相对光强、林冠开阔度。最后,根据地统计学原理与方法,分析不同大小林隙内土壤含水量的空间异质性,借助SPSS19.0软件分析相对光强、植物覆盖度和丰富度在不同大小林隙之间的差异以及各物种覆盖度与直射光、漫射光和基质之间的相关关系;同时分析不同高度等级物种覆盖度的差异以及植物覆盖度和林冠开阔度对其密度的影响。结果表明:中林隙的土壤含水量最为丰富,其次是大林隙和小林隙;大林隙空间样点极差最大,其次是中林隙和小林隙;大、中、小林隙在8~10月各深度块金值的变化范围分别是0.001~0.404、0.001~0.273、0.001~0.261。因此,随机部分引起的异质性和系统总的空间异质性程度依次为大林隙>中林隙>小林隙;由分维数的变化可知,中林隙的空间分布格局最复杂,大林隙格局变异的空间依赖性最强,其中中林隙高等级斑块(50%~60%)占据的面积最大,其次是大林隙,小林隙没有最高等级斑块的分布。对于同一月份同一深度的土壤含水量,小林隙等级分布最为简单,而大林隙与中林隙则相对较为复杂;土壤含水量最大值随着林隙的增大而增大。开阔区和林冠下的相对光强均为大林隙>小林隙,同时大林隙漫射光、直射光从林隙中心到林隙边缘变化范围都大于小林隙;不同区域大、小林隙到达地面的直射光的大小顺序是:北部>南部;在Z1、Z2、Z3、Z4区域内,植物覆盖度和丰富度的大小顺序均为:大林隙>小林隙,其中大、小林隙物种丰富度之问的差异达到显著水平,并且各植物在不同高度等级间分布的差异比较明显。另外,绝大多数植物覆盖度与漫射光和基质之间显著相关,只有少数植物覆盖度与直射光呈相关关系。当林冠开阔度较大、植物比较稀疏时,样方内珍珠梅的密度越大;相反,当林冠比较郁闭,其样方内植物覆盖度比较大时,样方内珍珠梅的密度比较小。
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