大興安嶺火燒跡地落葉松人工林生態(tài)效應(yīng)研究.pdf

1、為了探討火燒跡地植被恢復(fù)過(guò)程中生態(tài)效應(yīng)的變化規(guī)律。采用時(shí)空互代法，以大興安嶺重度火燒跡地不同恢復(fù)年限落葉松人工林為研究對(duì)象，以重度火燒跡地作為對(duì)照樣地，對(duì)土壤質(zhì)量演變、枯落物及土壤水文效應(yīng)、植物多樣性和生物量分配格局以及小氣候變化進(jìn)行了研究，利用主成分分析對(duì)植被恢復(fù)過(guò)程中生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：
　　(1)植被恢復(fù)過(guò)程中土壤物理和化學(xué)性質(zhì)波動(dòng)變化，火燒跡地恢復(fù)24a時(shí)土壤容重最小，土壤全氮、全磷、速效磷和有機(jī)質(zhì)含量均最高。

2、植被恢復(fù)過(guò)程中0-10cm和10-20cm土層微生物量碳含量分別為334.77～1764.34mg/kg和267.17～1123.07mg/kg，0-10cm和10-20cm土層微生物量氮含量分別為34.17～182.14 mg/kg和23.45～84.81mg/kg。隨著恢復(fù)年限的增加，土壤微生物量碳、氮含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。植被恢復(fù)過(guò)程中土壤酶活性波動(dòng)變化，恢復(fù)24 a時(shí)4種土壤酶活性均高于重度火燒跡地，土壤微生物量、酶活性與土壤

3、養(yǎng)分含量密切相關(guān)。土壤容重、毛管孔隙度、堿解氮含量、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性等指標(biāo)在植被恢復(fù)過(guò)程中土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中占主導(dǎo)地位，植被恢復(fù)過(guò)程中土壤質(zhì)量波動(dòng)變化。
　　(2)植被恢復(fù)過(guò)程中枯落物層蓄積量為3.01～6.04t/hm2，枯落物層最大持水量為6.66～30.23t/hm2。隨著恢復(fù)年限的增加，枯落物層最大持水量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)?？萋湮锟傆行r蓄深在0.51～1.45mm之間，表現(xiàn)出隨著恢復(fù)年限的增加而增強(qiáng)的趨勢(shì)。枯落物持水量

4、(W)和吸水速率(V)與浸水時(shí)間(t)分別按W=k lnt+p和V=ktn方程變化。植被恢復(fù)過(guò)程中土壤飽和貯水量顯著高于枯落物層最大持水量，土壤入滲性能總體呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)?；馃E地恢復(fù)24 a時(shí)土壤初滲速率、穩(wěn)滲速率和前70min累積入滲量均最大，穩(wěn)滲時(shí)間較長(zhǎng)，土壤入滲性能較好。霍頓模型能夠較好地?cái)M合土壤入滲過(guò)程，土壤入滲特征指標(biāo)與理化性質(zhì)有較好相關(guān)性。植被恢復(fù)過(guò)程中土壤飽和持水量占林地總持水量的97％以上，火燒跡地恢復(fù)24a時(shí)林地

5、總持水量最高，為1180.93t/hm2，恢復(fù)16a時(shí)最低，為897.67 t/hm2。土壤滯留貯水量和入滲特征指標(biāo)在植被恢復(fù)過(guò)程中枯落物和土壤水文效應(yīng)評(píng)價(jià)中占主導(dǎo)地位，植被恢復(fù)過(guò)程中枯落物和土壤水文效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。
　　(3)植被恢復(fù)過(guò)程中草本層物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)高于喬木層和灌木層。群落物種多樣性波動(dòng)

6、變化，火燒跡地恢復(fù)21a時(shí)群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)最高，恢復(fù)13a時(shí)群落Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)最高。植被恢復(fù)過(guò)程中喬木層生物量為3.636～115.603t/hm2，隨著恢復(fù)年限的增加逐漸增大。灌木層生物量和枯落物層蓄積量呈波動(dòng)式變化。草本層生物量為0.018～0.408 t/hm2，隨著恢復(fù)年限的增加逐漸減小。群落生物量為10.80～123

7、.96t/hm2，隨著恢復(fù)年限的增加逐漸增大。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)與地表生物量顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)在植被恢復(fù)過(guò)程中植物多樣性和生物量分配格局評(píng)價(jià)中占主導(dǎo)地位。植被恢復(fù)過(guò)程中植物多樣性和生物量恢復(fù)效果波動(dòng)變化。
　　(4)植被恢復(fù)過(guò)程中6～9月份地表5cm深處月平均土壤溫度

8、為8.22～18.73℃，地表10 cm深處月平均土壤溫度為7.70～18.25℃。隨著恢復(fù)年限的增加，月平均土壤溫度、各月份土壤最高溫、最低溫呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，各月份土壤溫差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。植被恢復(fù)過(guò)程中地表5cm深處土壤溫度日較差比10cm深處大，地表5cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時(shí)間比10cm深處早。隨著恢復(fù)年限的增加，地表5cm和10cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時(shí)間表現(xiàn)出延遲的趨勢(shì)，土壤溫度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。植

9、被恢復(fù)過(guò)程中6～9月份月平均空氣溫度為7.67～18.92℃，月平均空氣濕度為58.71～82.90％。植被恢復(fù)過(guò)程中月平均空氣溫度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，月平均空氣相對(duì)濕度呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)?？諝鉁囟热兆兓实埂癠”型，空氣相對(duì)濕度日變化呈“U”型。隨著恢復(fù)年限的增加，空氣溫濕度最高值、最低值出現(xiàn)時(shí)間表現(xiàn)出延遲的趨勢(shì)，空氣溫度和空氣相對(duì)濕度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。土壤溫度、空氣溫度及空氣相對(duì)濕度之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。土壤溫度和土壤溫度日較差在