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千烟洲是我国南方红壤丘陵区退化生态系统恢复的典型代表。1985年采取人工造林和封育作为千烟洲植被恢复的主要手段,昔日的荒草坡已恢复为大面积的人工林和天然次生林,生态系统趋于良性循环。本文以人工湿地松(Pinus elliottii)林和天然次生林这两类恢复群落为研究对象,从测定群落物种组成及多样性入手,重点研究优势灌木种群的年龄结构、空间分布格局和生物量,旨在阐明不同恢复途径下的群落学过程和种群过程,尤其是种群在碳蓄积方面的作用,为研究该区退化生态系统的恢复对策及主要灌木种群在恢复过程中的作用提供基础信息和理论依据。
1)湿地松林中乔、灌、草三层物种重要值排在第一的分别为湿地松(86.16)、檵木(Loropetalum chinense)(16.90)和阔鳞鳞毛蕨(Dryopteris championii)(16.73);次生林中的则分别为马尾松(Pinusmassoniana)(73.78)、檵木(16.00)和穹窿苔草(Carex gibba)(18.70)。湿地松林物种多样性高丁次生林:两类型群落间B多样性较小,种类组成差异不显著。2007年次生林群落的物种多样性高于1988年;两时期群落间相似性系数不高,种类组成有一定差异。
2)湿地松林和次生林内白栎(Quercus fabri)种群的年龄范围分别为1~13年和1~15年;存活曲线分别属丁DeeveyⅢ型和DeeveyⅡ型。前者表现为典型增长型,后者表现为平稳增长型。湿地松林和次生林内檵木种群的年龄范围分别为1~16年和1~24年,两者年龄结构均在1~3年生阶段,为“倒金字塔”型;而在≥4年生阶段,呈金字塔型。如果以标准化存活量最高点为起点,湿地松林和次生林檵木种群的存活曲线分别属于DeeveyⅢ型和DeeveyⅡ型。两群落檵木种群近两年更新困难,总体表现为稳定型。
3)基于空间分布指数法:两群落白栎和檵木种群在5m×5m、5m×10m和10m×10m的尺度上均表现为集群分布。基于点格局分析方法:两群落白栎种群在小尺度为随机分布,在大于1m的尺度上为集群分布;檵木种群在湿地松林内0~10m的尺度上均为集群分布,而在次生林内0~7.25m的尺度上为集群分布,在7.25~9.75m的尺度上为随机分布。湿地松林内白栎和檵木种群的聚集强度均高于次生林内白栎和檵木种群。白栎和檵木种群随着龄级的增长,由集群分布向随机分布发展,显示出其扩散的趋势。
4)白栎种群和檵木种群生物量均为天然次生林人于人工湿地松林。次生林中白栎种群地上和地下生物量分别为3.592和1.723t·hm-2,橙木种群分别为1.376和0.562t·hm-2;湿地松林中白自栎种群的地上和地下生物量分别为0.666和0.462t·hm-2,橙木种群分别为0.704和0.358t·hm-2。2004~2006年3年时间,白栎种群总生物量的年增长量在次生林中依次为0.778、1.393和2.388t·hm-2·a-1,在湿地松林中为0.143、0.318和0.533t·hm-2·a-1;檵木种群总生物量的年增长量在次生林中依次为0.272、0.293和0.338t·hm-2·a-1,在湿地松林中为0.220、0.271和0.248t·hm-2·a-1。