岷江上游亚高山退化天然林恢复重建过程生物多样性和土壤氮素动态研究

【摘要】：岷江上游亚高山天然林,处于长江上游的源头区,具有保护生物多样性、水源涵养、 水土保持等重要的生态经济功能,但是由于不合理的人类活动的干扰特别是长期大规模 的采伐,使该区的森林严重退化,并且已经造成了严重的生态经济后果,亟待采取积极 有效的措施,加快恢复重建的速度和质量,恢复天然林的健康、稳定、生物多样性,促 进生态效益的逐步提高,保障区域生态安全和可持续发展。 通过空间代替时间的方法,选择环境背景条件基本一致的不同年龄(10年、20年、 30年、40年、50年、70年左右)的人工云杉林和自然恢复不同阶段(迹地灌丛(10 年)、次生红桦(Betula albo-sinensis)林(30年)、红桦冷杉混交林(-40年)和原始 冷杉林(180年))的群落,以及该区其它典型的群落和土地利用方式(高山栎林、亚 高山草甸、退耕还林地和农地)共14种类型的样地,分别设立固定样方(乔木样方20 ×20m~2,灌木和草甸样方10×10m~2),用GPS定位,测定样方的海拔、坡度、坡向及 周围环境状况,并进行植物群落学调查,以分析植物物种多样性和群落结构。在每个样 方五点(左上、右上、左下、右下和中心)各挖取80cm深的土壤剖面,分6层(0-10, 10-20,20.30m,30-40,40-60,60-80cm)取样。一部分用环刀取回取样,测定土壤的容重 和含水量:一部分取回风干测定全氮和水解氮。同时取新鲜土为硝态氮测定做土壤浸提 液。调查和实验分析结果表明: 人工云杉林10年到70年整个群落的物种多样性有一些的波动起伏,其中40年最 高,早期阶段(10)年也比较高,50年最低。自然恢复系列桦木林整个群落的物种多样 性最高,针阔混交林最低。自然恢复系列的物种多样性(包括物种丰富度和 Shannon-Wiener指数)比同龄的人工云杉林高。 人工云杉林20年到30年是群落结构发生巨大变化的10年,乔木平均高度、胸径 在20年到30年增长最快,冠幅、活枝下高和活枝高程的增加也非常快。人工林在30 年左右冠层完全郁闭后,群落内部的结构进一步发生分化,体现了自疏过程和外来物种 侵入相交织的动态过程。天然冷杉老林乔木平均高度、胸径、冠幅和活枝高程都高于所 有的人工云杉林以及桦木林和针阔混交林。高度级结构和径级结构从10到70年的变化