摘要
在石漠化地区引种和培育具有生态恢复功能的阔叶树种，不仅能改善生态环境，也可大幅提高林地的经济效益。广西马山县是广西石漠化最严重的地区之一，本研究以该地区石山种植的8年生降香黄檀（DalbergiaodoriferaT.Chen）、顶果树（Acrocarpusfraxinifolius）人工林为研究对象，采用样地实测调查和室内分析技术，比较和分析降香黄檀、顶果树在林分生产力、水源涵养、土壤肥力改善、植物营养富集与再分配、土壤细菌多样性及固氮菌富集等重要生态效益评价指标的差异，为岩溶区的树种选择、森林抚育和经营管理提供科学依据。研究结果如下： （1）在岩溶区，降香黄檀人工林的胸径和树高增长量（3.20cm、2.18m）略高于顶果树人工林（1.36cm、1.67m）；降香黄檀人工林的生物量（枝3.01t/hm2、叶2.19t/hm2、根1.49t/hm2）则显著高于顶果树人工林（枝0.62t/hm2、叶0.45t/hm2、根0.44t/hm2）。 （2）降香黄檀人工林林冠层对降水的拦截能力显著高于顶果树人工林；降香黄檀人工林生态系统水源涵养量约为859.11t/hm2，其中土壤层占98.66%。顶果树人工林生态系统的水源涵养量为836.24t/hm2，土壤层约占99.40%。 （3）降香黄檀人工林土壤的有机质、C、N、P、K含量分别为39.84、23.16、3.71、1.48、4.62g·kg-1，叶、枝、侧根及林下植被N含量为25.28、11.64、12.47、18.48g·kg-1，侧根中的C、P含量和林下植被的K含量为468.2、0.8、20.79g·kg-1，显著或极显著高于顶果树；而叶和枝的C、P含量，枝、枯落物的K含量显著低于顶果树。总体上，降香黄檀对土壤氮元素呈现较高的富集能力，顶果树对土壤磷、钾呈现较高的富集能力。此外，降香黄檀人工林叶、枝、侧根、枯落物的C储量，各组分的N储量，叶、枝、侧根、枯落物的P储量，除枯落物外其他组分的K储量，均极显著或显著高于顶果树人工林。 养分元素化学计量比分析显示，降香黄檀人工林土壤的C:N、C:P、C:K为6.25、15.63、5.04，叶、枝、侧根、林下植被的C:N比分别为15.84、38.73、38.00、21.47，显著或极显著低于顶果树人工林。而除枯落物外，降香黄檀人工林各组分N:P值极显著或显著高于顶果树。主成分分析表明，降香黄檀人工林的营养吸收和保持能力强于顶果树人工林。 （4）两个树种的4个α细菌多样性指数（chao1指数、faithpd指数、shannon指数和simpson指数）均表现为降香黄檀根际土壤显著大于顶果树根际土，即降香黄檀根际区域的细菌多样性优于顶果树根际区域；降香黄檀和顶果树的两个树种根际土壤细菌在门水平的优势门均为放线菌门（Actiobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）等。这5个门的相对丰度在顶果树根际分别占33.74%、22.42%、16.04%、11.58%和6.83%，合计90.61%；在降香黄檀根际，则依次为29.98%、23.66%、18.56%、12.70%、和5.83%，合计90.74%。同时，两个树种的根际土壤中存在丰富的固氮菌，主要组成种类均为根瘤菌属（Rhizobium）、中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）等，具有明显的根系固氮菌富集特征。 （5）降香黄檀和顶果树根际土壤的细菌多样性chao1、faithpd、shannon和simpson等4个指数均与土壤容重、土壤pH呈正相关，与土壤C含量呈负相关，但相关性均不显著。除此之外，降香黄檀人工林中的4个不同土壤细菌多样性指数与土壤理化性质的相关关系表现比顶果树人工林更一致，具有比顶果树人工林更加均匀的微生物群落和养分分布规律，对土壤微生物菌群和物种的多样化发展更为有利。 整体上，岩溶区降香黄檀人工林的森林生产力、水源涵养、土壤养分富集能力以及土壤细菌多样性优于顶果树人工林。
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