【摘要】：熱帶雨林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在全球碳循環(huán)維持、生物多樣性保護(hù)以及氣候調(diào)節(jié)等方面都發(fā)揮著重要的作用。但由于商業(yè)采伐、非法盜伐、農(nóng)業(yè)活動(dòng)和人類棲息地?cái)U(kuò)張等原因,熱帶雨林正以驚人的速度消失。目前,熱帶雨林的保護(hù)及恢復(fù)已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn),中國科學(xué)院華南植物所及中國科學(xué)院西雙版納植物園在廣東、福建的退化生態(tài)學(xué)恢復(fù)及云南熱帶林的植被恢復(fù)研究已經(jīng)取得大量的成果,這些成果極大的促進(jìn)了我國熱帶林恢復(fù)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論的深入和提高。與廣東和云南相比,海南島熱帶林退化植被的研究則相對較少,且研究內(nèi)容主要集中于植物組成、恢復(fù)、群落結(jié)構(gòu)、季相變化、植被類型劃分及功能型等方面,對土壤方面的研究則少見報(bào)道。因此,本文以海南島霸王嶺林區(qū)熱帶低地雨林為研究對象,選取了4個(gè)不同演替階段(15年次生林、30年次生林、60年次生林和老齡林)的林分,每個(gè)演替階段選擇2個(gè)100×100m,面積為1hm2的樣地,按對角線采樣法采集表層0～20cm的混合土樣,共采集土壤樣品200個(gè)。分析了土壤的物理性質(zhì)(包括土壤容重、孔隙度、含水量和土壤機(jī)械組成)和土壤的化學(xué)性質(zhì)(包括土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀),通過對不同演替階段土壤理化性質(zhì)、空間變異性和土壤肥力狀況的比較,重點(diǎn)研究了不同演替階段下土壤發(fā)展的方向和速度,以期為該區(qū)的植被恢復(fù)、生態(tài)建設(shè)和森林管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)海南島霸王嶺熱帶低地雨林刀耕火種棄耕地植被恢復(fù)過程中,土壤容重變化的幅度不大,但從15年次生林到老齡林有逐漸降低的趨勢；土壤孔隙度呈現(xiàn)波動(dòng)性增加的趨勢,從15年次生林到老齡林,孔隙狀況得到了改善,但改善的幅度并不大；土壤含水量隨植被的演替略有小幅的升高；土壤機(jī)械組成變化顯著,粗砂粒變動(dòng)起伏較大,粗粉粒和粘粒減少,而細(xì)粉粒增多。整體來看,土壤物理性質(zhì)在各演替階段的變化速度較慢,并表現(xiàn)出逐漸向老齡林的方向發(fā)展的趨勢。 (2)植被恢復(fù)過程中,土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、解堿氮、速效磷、全鉀和速效鉀都先增后減,土壤全磷持續(xù)降低且變化明顯。除30年次生林外,各演替階段的土壤化學(xué)性質(zhì)也逐漸向老齡林的方向發(fā)展,且從15年次生林到老齡林年均發(fā)展的速度逐漸放緩。 (3)選擇土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀作為土壤養(yǎng)分的研究指標(biāo),對比分析不同演替階段下土壤養(yǎng)分的相關(guān)性變化狀況。結(jié)果表明,在植被恢復(fù)過程中,土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性發(fā)生了變化,土壤有機(jī)質(zhì)對土壤養(yǎng)分的影響變大。 (4)通過對各演替階段土壤養(yǎng)分的空間變異特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),30年次生林、60年次生林和15年次生林空間自相關(guān)性較強(qiáng),而老齡林具有中等程度的空間自相關(guān)性。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀在不同演替階段的空間連續(xù)性產(chǎn)生了較大的變化；通過Kriging空間插值,在空間上能夠很好地反映研究尺度上土壤養(yǎng)分的空間分布狀況。由于地形、植被覆蓋度、枯落物、及土壤微生物和淋溶的作用程度不同,同一林分類型的不同土壤養(yǎng)分指標(biāo)及不同演替階段的同一養(yǎng)分指標(biāo)均存在明顯的空間異質(zhì)性。 (5)運(yùn)用主成分分析的方法,探討不同演替階段土壤肥力指標(biāo)的變化狀況。所提取的兩個(gè)主成分可以基本反映全部指標(biāo)的信息,第一主成分主要體現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的供應(yīng)及轉(zhuǎn)化能力。第二主成分主要是土壤物理性質(zhì)的綜合,反映了土壤的儲(chǔ)水能力和通透狀況。綜合來看,土壤的演替導(dǎo)致了不同演替階段的土壤肥力綜合指標(biāo)值(IFI)變化顯著,其中刀耕火種30年后的次生林的土壤肥力綜合指標(biāo)值最大,其次為15年次生林和60年次生林,而老齡林的土壤肥力綜合指標(biāo)值最低。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S714

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2622989