桉树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响.docx

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1、枝树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响摘要：核榭人工林对生态环境的影响一直是全球性争议的热点问题,桂树与珍贵乡土树种混交的生态环境效应备受关注。为探究校树混交营林措施对林地土壤养分及林下植物功能群的影响，该研究以核树纯林（PE）、枝树义红锥混交林（MEC）和红锥纯林（PCH）为对象，开展了林下植物群落及环境因子的调查测定。研究结果显示：不同林分的土壤理化性质具有显著差异，混交林的土壤pH、有效氮（AN）和有效磷（AP）含量显著高于纯林；而土壤含水量（SMC）、有机碳（SOC）、总氮（TN）含量及C ： N和C ： P在混交林中没有显著优势，并呈现PEPCH的趋势。混交林显著增加林下木本

2、植物功能群（WFG）的物种丰富度，而PCH显著增加蕨类植物功能群（FeFG）的物种丰富度。混交林的WFG和禾草植物功能群（GFG）的重要值均显著高于红锥纯林，而红锥纯林FeFG的重要值显著高于混交林。主坐标分析结果表明，MEC与PE的林下植物功能群组成差异不显著，但与PCH的差异显著;冗余分析结果揭示了 AN和AP是WFG占优势的主要影响因子，SMC、TN和SOC是FeFG占优势的主要影响因子，SBD是GFG占优势的主要影响因子。以上研究结果表明，在南亚热带地区校树与红锥混交在一定程度上能够提高林地土壤养分的有效性和林下植物多样性。关键词：棱树X红锥混交林，植物多样性，物种丰富度，土壤养分,植

3、物功能群中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：1000-3142 （2022）04-0556-13EffectsofamixtureofEucalyptusandCastanopsishystrixonsoilnutrientsandunderstoryplantfunctionalgroupsCHENQiuhaiZHOUXiaoguoZHUHongguangWENYuanguangWANGLeiSHAOWenzheZHANGYuna( 1. GuangxiKeyLaboratoryofForestEcologyandConservation ,ForestryCollegeofGuan

4、gxiUniversity, Nanning530004, China；2.InstituteofEcologicalIndustry, GuangxiAcademyofSciences,Nanning530007, China；3.GuangxiYouyiguanForestEcosystemResearchStation , Pingxiang532600 , Guangxi ,China)Abstract：TheimpactofEucalyptusplantationsontheecologicalenvironmenthasbeenahottopicofcontroversyworld

5、wide. TheecologicalandenvironmentaleffectsofamixtureofEucalyptusandpreciousnativetreespecieshaveattractedmuchattention. Inordertoexploretheeffectsofmanagementmeasuresinmixedplantationsonsoilnutrientsandunderstoryplantfunctionalgroups,weassessedtheunderstoryplantcommunitiesandenvironmentalfactorsusin

6、gpureEucalyptusplantations (PE ),mixedEucalyptusandCastanopsishystrixplantations ( MEC ),andpureC. hystrixplantations(PCH) .Wefoundsignificantdifferencesinthephysicochemicalpropertiesofsoilinthedifferentstands. ThesoilpH,avai1ab1enitrogen (AN) content, andavailablephosphorus (AP)contentweresignifica

7、ntlyhigheriMECthanthoseinPEandPCH. Howeverwenotednosignificantadvantagesintermsofthesoilmoisturecontent (SMC), soilorganiccarbon (SOC) content, totalnitrogen (TN)content , C : Nratio , andC : PratioinMEC ,withatrendofPEMECPCH. MECsignificantlyincreasedthespeciesrichnessoftheunderstorywoodyplantfunct

8、ionalgroup ( WFG ),whilePCHsignificantlyincreasedthespeciesrichnessofthefernfunctionalgroup(FeFG) .TheimportancevalueofWFGandtheGramineaefunctionalgroup ( GFG ) weresignificantlyhigherinMCHthanthoseinPCH ,whiletheimportancevalueofFeFGwassignificantlyhigherinPCHthanthatinMCH. Principalcoordinateanaly

9、sisrevealednosignificantdifferencesinthecompositionofunderstoryplantfunctionalgroupsbetweenMECandPE,butrevealedsignificantdifferencesbetweenMECandPCH. Moreover ,redundancyanalysisrevealedthatANandAPwerethemainfactorsinfluencingthedominanceofWFG. SMC , TNcontent ,andSOCcontentwerethemainfactorsinflue

10、ncingthedominanceofFeFG, whileSBDwasthemainfactorinfluencingthedominanceofGFG. Thus,themixtureofEucalyptusandCastanopsishystrixcanimprovetheavailabilityofsoilnutrientsandthediversityofunderstoryplantcommunitiestosomeextentinsubtropicalChina.Keywords： mixedEucalyptusandCastanopsishystrixplantations,p

11、lantdiversity , speciesrichness , soilnutrient ,plantfunctionalgroup核树（Eucalyptusspp.）原产于澳大利亚、菲律宾、巴布亚新几内亚以及印度尼西亚（黄国勤和赵其国，2022）,是世界上种类最多、生长最快、用途最广泛的树种之一。目前，枝树已在全球热带、亚热带地区广泛引种栽培（Edgard, 1999； Turnbu 11,2022； Turnbull, 1999） o在我国，校树人工林占据重要地位，2022年校树人工林面积已突破546万hm2,在国家木材安全保障及应对气候变化中发挥了重要作用（温远光等，2022, 20

12、22）o然而，在核树人工林的传统经营中，人们往往只注重营林措施对林木和林分木材产量的作用，极少关注营林措施对林下植被、植物多样性、植物功能群、土壤理化性质等的影响，结果导致校树人工林生态服务功能减弱、木材生产与生态服务失衡（温远光等，2022）,从而引发地力衰退、生物多样性下降、生态系统稳定性弱化等一系列争议（王震洪等，1998；温远光,2022；Wenetal.,2022）o罗佳等（2022）认为核树的生态问题并非枝树树种问题，而是世界人工林经营管理普遍存在的共性问题。但实践证明，应用生态营林理论与技术营造的桂树人工林可以取得很好的生态效益与经济效益（温远光等，2022）o因此，科学合理地经

13、营校树人工林，可使其达到木材生产与生态服务功能相平衡，实现桂树人工林的可持续经营。林下植被是构成人工林生态系统的重要组成部分，也是人工林生态系统中物种多样性的主要组成部分，越来越多的研究表明，林下植被对维持人工林生态系统结构和功能发挥着至关重要的作用，尤其在维持人工林生态系统稳定性、调控地上地下养分循环及能量转化、促进生物多样性发展等方面发挥着不可替代的作用（Gilliam,2022；Wuetal.，2022；Feietal. , 2022；温晶等，2022）o但以往对林下植被多样性的研究主要集中在灌草层的种类特征及数量统计分析方面，不能很好地解释林下植被物种间的复杂性及其在森林生态系统中的运

14、作机制。已有研究表明，植物功能群的组成是影簪群落生产力及其稳定性的主要因子(HooperHooper, 1998)o许多学者指出，植物功能群能更好地解释具有相似适应特征的植物物种在生态系统中的作用，可以反映植被随环境的动态变化，能够有效解释生态系统的构建机制，是评价生态系统结构和功能变化的重要依据(D i azetal , 1999；唐海萍和蒋高明，2000；Petchey, 20明;Miller 范高华等,2022)o本研究以桂树纯林(pureEucalyptusplantation, PE)、桂树X红锥混交林(mixedEucalyptusandCastanopsishystrixplan

15、tation, MEC)和红锥纯林(pureCastanopsishystrixplantation, PCH)为对象，探究不同营林方式对林地土壤养分与林下植物群落的影响，明确林下植物功能群与环境因子之间的关系，以期为桂树人工林可持续经营管理提供科学依据。1材料与方法1.1 研究区域概况研究区域位于广西凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心的青山 实验场 (106 39, 50 106 59, 30 E 、21o 57, 47 22 19, 27 N)。试验地以低山丘陵为主，海拔130-1045. 9%地形地貌复杂，土壤以花岗岩风化形成的砖红壤为主。试验地属南亚热带季风气候区，极端最低气温极端最高气温40. 3,年均温20.521.7；年均降雨量12001500mm,干湿季明显，49月为雨季；年均蒸发量12611388mm,相对湿度80%84%o试验地原生植被为35年生的马尾松人工林,2022年2月采伐后炼山、穴垦造林，树种主要为桂树、红锥等纯林与混交林。所有林分种植时均设置宽窄行，窄行行距为2m,宽行行距为7m,行间株距均为2m (图Do纯林的造林密度均为1333株hm-2。混交林中，校树种植于窄行，密度均为1333株hm-2；