【摘要】：砒砂巖區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣,水土流失極為嚴(yán)重,人工林生態(tài)修復(fù)是改良該區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要措施。為探討砒砂巖區(qū)不同林齡油松林生態(tài)特征(植被多樣性、土壤持水、保肥性能)的變化規(guī)律及影響因素,以空間替代時間的方法,選取合同溝小流域5a、10a、15a和20a油松林為研究對象,以自然草地為對照,通過野外生物學(xué)調(diào)查、土壤采集與室內(nèi)測試,研究林齡對生物多樣性、土壤持水保肥性能和土壤PSD特征的影響,并結(jié)合分形理論探討土壤PSD和土壤持水保肥性能的分布特征及相互關(guān)系,揭示不同林齡油松林植被恢復(fù)和土壤改良效應(yīng)的差異及影響機制,結(jié)果表明:(1)砒砂巖區(qū)不同林齡油松林林下草本植被密度、根系干重、林下草本α多樣性指標(biāo)均優(yōu)于自然草地,隨林齡增加植株密度整體呈上升趨勢,在5a~10a階段各項指數(shù)增長幅度在所有生長階段中均為最高,是油松林林下植被恢復(fù)和演替最快速的階段。隨林齡增加林下植被演替序列變化明顯,植被演替方向為從禾本科—豆科—藜科植物并存,到禾本科—豆科—菊科植物并存,最終發(fā)展為禾本科—豆科并存的群落配置,其伴生物種經(jīng)歷了由藜科→菊科→豆科的演替過程。(2)隨林齡的增加,油松林土壤的中、細(xì)砂粒區(qū)間顆粒逐漸細(xì)化轉(zhuǎn)移到粉粒區(qū)間。不同林齡對土壤PSD的影響有一定差異,油松PSD分布范圍、離散程度和土壤細(xì)化程度均高于自然草地,并整體呈隨林齡增加而增加的趨勢(Δα均值隨林齡增加呈波浪式增長)。隨土層深度增加,不同林齡油松林土壤粒徑分布特征及分形參數(shù)變化規(guī)律各異。(3)油松林可以明顯提高土壤的持水性能和養(yǎng)分含量,除5a生油松林飽和導(dǎo)水率低于自然草地外,其余油松林土壤持水性能均高于自然草地,在各持水性能指標(biāo)中油松林對土壤飽和導(dǎo)水率的提升作用最大,5a和20a油松林表層土壤的持水性能優(yōu)于深層土壤,10a、15a油松林與之相反。隨林齡增加土壤碳、氮含量及儲量明顯增加,5a和10a生油松林土壤碳、氮含量及儲量低于自然草地,15a、20a油松林與之相反。5a、10a和15a生油松林表層土壤碳、氮積累低于底層土壤,自然草地和20a油松林與之相反。(4)容重、田間持水量、飽和導(dǎo)水率和碳、氮含量及儲量與土壤PSD分布特征及分形參數(shù)均表現(xiàn)出較好的相關(guān)性,土壤有機質(zhì)含量與容重、田間持水量和飽和導(dǎo)水率是影響土壤持水性能的最主要因素。黏粒和粉粒是決定本地區(qū)土壤持水性能及養(yǎng)分含量的細(xì)粒土壤,中細(xì)砂粒是決定本地區(qū)土壤持水性能及養(yǎng)分含量的粗粒土壤。
【圖文】：

圖 2-1 研究區(qū)地理位置Fig. 2-1 Geographical location of the study area表 2-1 不同林齡油松林樣地基本情況Table2-1 The general situation in Pinus tabuliformis forests of different ages坡向lope aspect株行距Row spacing（m×m）株高plant height（m）冠幅 crownwidth（m2）東南 2×3 1.60±0.20 0.91±0.16 西南 3×33.02±0.31 6.58±1.62 西南 3×43.72±0.25 12.05±1.53 西南 3×54.31±0.21 15.00±2.30 東南 — — — 注：*本研究中 5a 林齡油松測定地徑，10a、15a、20a 林齡油松測定胸徑。y, the ground diameter of Pinus tabuliformis forests in 5a was measured, and the breast ditabuliformis forests in 10a, 15a and 20a was measured.現(xiàn)，研究區(qū)樣地土壤發(fā)育深度為 40cm 左右，更深層為堅硬的樣地內(nèi)以 5 點取樣法于距油松植株基部 50cm 處位置進(jìn)行土壤

單類植物種的重要值有所降低，說明林下植被的均勻程度增加。以上結(jié)果說明隨林齡的增加，油松林林下植被組成也不斷發(fā)生演替，其植被演替方向為從禾本科—豆科—藜科植物并存，到禾本科—豆科—菊科植物并存，最終發(fā)展為禾本科—豆科并存的頂級群落配置。3.1.2 油松人工林林下植被生物量特征不同林齡油松林林下地上部分生物量（每 1m2所包含的植物的干重）特征見圖 3-1A。不同林齡油松林之間林下地上生物量有一定差異，地上生物量干重以對照自然草地為最大（112.06g），20a 油松林的生物量干重最小（90.00g），對照與不同林齡油松林林下草本植被生物量干重由小到大依次為 20a（90.00g）＜10a（91.19g）＜15a（92.64g）＜5a（109.68g）＜CK（112.06g）�？傮w呈現(xiàn)出隨林齡的增加，林下地表植被干重顯著降低，當(dāng)降低到一定程度時（本研究為 90.00g）植被重量達(dá)到相對穩(wěn)定。方差分析表明，，10a、15a 和 20a 林齡油松林林下植被地上生物量干重?zé)o明顯差異，達(dá)到相對穩(wěn)定；但三者均與自然草地和 5a 林齡油松林林下植被地上生物量間差異顯著。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S718.5;S714

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 諶蕓;何丙輝;練彩霞;劉志鵬;;紫色土區(qū)3種草本植物根系特征及改土培肥效應(yīng)[J];草業(yè)學(xué)報;2015年10期

2 張耀方;趙世偉;王子龍;李曉曉;李明瑞;杜璨;;黃土高原土壤團(tuán)聚體膠結(jié)物質(zhì)的分布及作用綜述[J];中國水土保持科學(xué);2015年05期

3 孫哲;王一博;劉國華;高澤永;;基于多重分形理論的多年凍土區(qū)高寒草甸退化過程中土壤粒徑分析[J];冰川凍土;2015年04期

4 宋超;陳云明;曹揚;唐亞坤;陸媛;;黃土丘陵區(qū)油松人工林土壤固碳特征及其影響因素[J];中國水土保持科學(xué);2015年03期

5 邵水仙;董智;李紅麗;許婷婷;張欽敬;朱超;;魯中南退化砂石山地人工幼林草本群落特征與物種多樣性[J];林業(yè)資源管理;2015年01期

6 徐明;張健;劉國彬;張婷;;黃土丘陵區(qū)不同植被恢復(fù)模式對溝谷地土壤碳氮磷元素的影響[J];草地學(xué)報;2015年01期

7 姚俊娜;秦奮;;基于GIS和RS的砒砂巖區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J];水土保持研究;2014年06期

8 茹豪;張建軍;李玉婷;楊宗儒;馮換成;;黃土高原土壤粒徑分形特征及其對土壤侵蝕的影響[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2015年04期

9 崔寧潔;張丹桔;劉洋;張健;歐江;張捷;鄧超;紀(jì)托未;;不同林齡馬尾松人工林林下植物多樣性與土壤理化性質(zhì)[J];生態(tài)學(xué)雜志;2014年10期

10 劉繼龍;馬孝義;張振華;付強;;果園土壤水分時間穩(wěn)定性研究[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報;2014年04期

本文編號：2672684