不同火烈度对广西杉木林物种多样性与土壤理化性质的影响OA

[目的]杉木是我国亚热带地区典型分布的速生用材树种,具有良好的生态效益和经济效益,同时杉木林也是林火多发林分,研究不同火烈度对杉木林地表植被物种多样性、土壤理化性质的短期影响,对火烧迹地后续森林生态系统结构和功能变化的指示具有显著作用,可为火后杉木林植被恢复提供科学依据。[方法]以火后3个月的杉木林火烧迹地为研究对象,依据不同火烈度(未过火、低烈度、中烈度、高烈度)分别设置3块20 m×30 m样地,共计12块样地,调查样地杉木人工林灌草植被种类、数目、高度、盖度等,计算物种多样性指数(Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Margalef指数)。通过五点取样法采集0~10 cm和10~20 cm层土壤样品,并测定土壤物理性质(土壤含水率、土壤密度)和化学性质(pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾)。运用单因素方差分析法研究不同火烈度对地表植被多样性指数和土壤理化性质的显著差异性,使用冗余分析研究多样性指数与土壤理化性质之间的关系。[结果](1)不同火烈度对杉木人工林灌草物种多样性具有显著影响(p<0.05);样地植被物种数表现为中烈度>高烈度>低烈度>未过火;灌木层中,物种多样性指数均随着火烈度的增加而增加;草本层中,不同火烈度干扰后物种多样性指数均大于未过火样地,在中烈度达到最大值,Simpson指数为0.85,ShannonWiener指数为2.12,Pielou指数为0.90,Margalef指数为2.36。(2)不同火烈度对杉木人工林不同土层理化性质具有显著影响(p<0.05);0~10 cm土层,中烈度样地土壤含水率、土壤密度和有机质含量与未过火样地相比显著降低28.97%、20.22%、43.31%(p<0.05);10~20 cm土层,中烈度样地土壤含水率、土壤密度、有机质、全氮、全磷含量与未过火样地相比分别降低26.50%、12.20%、37.34%、22.56%、27.38%;低烈度和中烈度样地中,0~10 cm土层土壤全氮含量显著高于10~20 cm土层(p<0.05)。(3)火干扰后土壤有机质、全氮及10~20 cm土层中的全钾是影响林下植被物种多样性差异性的关键因子。[结论]林火发生后短期内,不同火烈度对林下植被物种多样性和不同土层土壤理化性质有显著影响(p<0.05),物种多样性与土壤理化性质具有相关性,其中土壤有机质、全氮、全钾含量能更好解释不同火烈度样地物种多样性的差异,可通过调节关键土壤因子(有机质、氮和钾),促进林下植物的生长和多样性提升。