不同森林类型对植物群落结构、植物、凋落物和土壤生态化学计量特征的影响

作     者：王小娜 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐当会

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：不同森林类型 植物群落结构 生态化学计量 内稳态 养分回收效率 

摘      要：青藏高原地处我国西南部,是中国乃至亚洲重要的生态安全屏障,该区域分布着大面积的森林。但由于气候变化和人类不合理的活动,原生林面积逐渐下降,而次生林和人工林面积则逐渐增加,这种变化必然会影响其生态系统的养分循环,进而影响其化学计量特征。因此,研究青藏高原不同森林类型对植物群落结构、植物、凋落物和土壤生态化学计量特征的影响,为揭示青藏高原不同森林类型的养分循环机制奠定基础,同时为制订有效的森林管理战略提供理论指导。基于此,本文选取了3种不同森林类型:原生林、次生林和人工林的典型样地,分析了其林下植物群落结构特征、植物叶片、凋落物、土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征、土壤酶活性及其之间的关系。主要研究结果如下:(1)林下植物群落结构特征:灌木层物种丰富度为次生林最高,草本层物种丰富度为原生林最高。无论是灌木层还是草本层,物种多度均表现为次生林最高。灌木层和草本层地上生物量变化趋势一致,均表现为次生林最高。以上结果表明,相比人工林,天然林具有更高的物种多样性。(2)植物叶片、凋落物和土壤生态化学计量特征:植物叶片和土壤C含量为原生林最高,而凋落物次生林最高。植物、凋落物和土壤N、P含量变化趋势一致,均表现为人工林最高。无论是C:N,还是C:P和N:P,植物和凋落物变化趋势一致,表现为原生林最高,人工林最低。另外,不同森林类型原生林、次生林和人工林植物N:P逐渐降低,由19.76降低至8.84。土壤C:N变化趋势为次生林最高,C:P和N:P为原生林最高。N回收效率(NRE)和P回收效率(PRE)分别为次生林和原生林最高。(3)植物叶片化学计量内稳态特征:对于N含量,原生林和次生林均属于绝对稳态,而人工林属于弱稳态。对于P含量,无论是原生林,还是次生林和人工林,均属于绝对稳态。对于N:P,原生林和次生林属于稳态,人工林属于绝对稳态。说明相对于人工林,原生林和次生林植物对环境的适应能力更强。(4)土壤酶活性特征及其影响因素:蔗糖酶(INV)活性为次生林最高,而不同森林类型的脲酶(URE)活性差异不显著(P0.05),磷酸酶(ALP)活性为次生林最高。蔗糖酶活性与脲酶呈负相关,与磷酸酶活性呈正相关,脲酶和磷酸酶活性正相关。表明森林类型是影响酶活性的重要因子。综上所述,青藏高原原生林、次生林和人工林其林下灌木和草本植物群落结构、植物叶片、凋落物和土壤C、N、P含量及其生态化学计量内稳态和土壤酶活性存在很大差异。相比于人工林,原生林和次生林林下灌木和草本植物群落物种多度、物种丰富度和地上生物量更高。植物和土壤C含量、N回收效率(NRE)和P回收效率(PRE)、土壤蔗糖酶(INV)和土壤磷酸酶(ALP)活性更高。原生林植物生长受P限制,次生林和人工林林植物生长受N限制。因此,应加强对青藏高原原生林和次生林的管理与保护。