黔中山地喀斯特和非喀斯特岩组退化森林结构与功能规律研究

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本文以黔中山地喀斯特和非喀斯特退化森林生态系统为研究对象,采用“空间替代时间”和“定位研究”的基本思路,调查和动态监测不同岩组退化森林的植被层演替和土壤层演化。在研究方法上,采用面上调查和定点监测、定性研究和定量研究、比较生态学和实验生态学相结合。在研究方向上,以喀斯特退化森林结构与功能主要特征为主线,比较非喀斯特和喀斯特退化森林结构和功能的相似性和相异性。5年的主要结论如下:1.不同岩组退化森林乔林阶段初期,乔木层种组具有“非喀斯特化”、“针叶化”和“先锋性”特点。随着退化森林的自然恢复,不同岩组退化森林由“针叶化”向“阔叶化”、演替由低层次向高层次转化。乔木层种组结构的“喀斯特化”和“非喀斯特化”化趋异性增强。黔中山地喀斯特森林顶极群落是以常绿落叶阔叶林为主,落叶阔叶林、落叶常绿阔叶林、常绿阔叶林共存的顶极格局,非喀斯特森林顶极群落是地带性常绿阔叶林。2.随着退化森林的自然恢复,不同岩组森林结构主要指标发生相应的演化。由植物多样性、形态结构、土壤基本特性、土壤蓄水特性、土壤养分特性、土壤养分有效性组成的结构指数以及结构综合指数同CI的Logistic模拟的相关性均达显著水平以上。除形态结构指数外,其它结构指数和结构综合指数在非喀斯特森林中的最大值≈1.0、在喀斯特森林中的最大值<1.0,喀斯特森林结构的恢复速度小于非喀斯特森林。3.随着退化森林的自然恢复,不同岩组森林功能主要指标也发生相应演化。由生物量与生产力,贮C量与固C力,水源涵养能力,N、P、K、Ca、Mg维护能力指数组成的功能指数以及功能综合指数同CI的Logistic模拟的相关性达显著水平以上。除生物量指数和贮C量指数外,其它功能指数和功能综合指数在非喀斯特森林自然恢复过程中的最大值≈1.0,在喀斯特森林中的最大值<1.0。喀斯特森林功能的恢复速度小于非喀斯特森林。4.森林的结构决定功能、功能影响结构的发育,成为退化森林自然恢复的推动力。当CI值<300时,喀斯特森林的结构综合指数高于非喀斯特森林:当CI值>300时,非喀斯特森林的结构综合指数高于喀斯特森林。当CI值<200时,喀斯特森林的功能综合指数高于非喀斯特森林:当CI值>200时,非喀斯特森林的功能综合指数高于喀斯特森林。当结构综合指数<0.5时,非喀斯特森林功能综合指数低于喀斯特森林:当结构综合指数>0.5时,非喀斯特森林功能综合指数高于喀斯特森林。
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