摘要
普洱市,位于云南省西南部,拥有丰富的林业资源,林业用地面积达到了4656万亩,成为云南省的重点林区、重要的公益林、商品林基地和林产工业基地。因自然和人为而导致退化的森林生态系统恢复便成了为一项重要任务。利用自然力进行生态修复就是在保证土壤等环境因子不变的前提下,促使自然分布的各类繁殖体种子、孢子、果实、萌生根和萌生苗等能够得以自然繁衍。然而,尽管普洱市在林业发展方面具有重要地位,目前却未见有关于该地区两种代表性人工林(针叶林和阔叶林)以及两种天然林土壤种子库的种子资源储备和自然更新潜力的专门研究。因此,急需加深对普洱地区林业资源和科学管理的深入认识。本研究对万掌山的两种典型人工林和两种天然林的地上植被、土壤种子库和种子雨进行系统的研究。通过对土壤的采样、土壤种子库采样、种子雨收集和室内萌发鉴定、植被调查相结合的方法;对四种森林群落的地上植被、土壤种子库和种子雨的物种组成、物种多样性、植物类型的特征和之间的关系进行研究,探究影响物种组成、物种多样性的环境因子;分析了土壤种子库特征、种子雨特征、地上植被的分布特征及土壤种子库、种子雨与地上植被物种相似性,为提升森林群落质量和森林群落物种多样性的保护提供理论依据。研究结果如下: 1)在地上植被研究中,思茅松人工林内发现地上物种个体数量为346株,隶属于39科64属76种,西南桦人工林内发现地上物种个体数量为328株,隶属于36科47属52种,次生林内发现地上物种个体数量为1621株,隶属于60科115属156种,原生林发现地上物种个体数量为450株,隶属于46科60属71种;原生林在α多样性上最佳,西南桦人工林最低。次生林α多样性低于原生林,但物种累计种类更高,次生林的β多样性与其他森林类型有显著差异。海拔、气温和坡向显著影响地上植物群落的物种组成,速效钾是影响地上植物群落物种多样性的重要环境因子。 2)在总体土壤种子库中,思茅松人工林土壤种子库密度7500粒/㎡,共计出现植物幼苗1125株,隶属于25科43属47种,西南桦人工林土壤种子库密度7260粒/㎡,共计出现植物幼苗1089株,隶属于24科50属56种,次生林样地土壤种子库密度3847粒/㎡,共计出现植物幼苗577株,隶属于26科53属57种,原生林样地土壤种子库密度3107粒/㎡,共计出现植物幼苗466株,隶属于24科44属47种。思茅松人工林持久土壤种子库密度7973粒/㎡,共计出现植物幼苗个体1196株,隶属于18科29属29种,西南桦人工林持久土壤种子库密度3967粒/㎡,共计出现植物幼苗个体595株,隶属于17科27属30种;次生林持久土壤种子库密度1213粒/㎡,共计出现植物幼苗个体182株,隶属于16科25属25种;原生林持久土壤种子库密度1120粒/㎡,共计出现植物幼苗个体168株,隶属于17科25属26种。土壤种子库中草本种子占主导,乔木和灌木种子数量随干扰减弱而增加;土壤种子库种子密度随土壤深度而减少;土壤种子库组成受砍伐时间影响。初期主要由本地物种组成,随演替进行,外来物种增加,导致总体与持久种子库相似度降低;海拔为主要影响土壤种子库物种组成的因素;原生林土壤种子库在α多样性上最佳,西南桦人工林最低,四种森林群落类型β多样性没有显著差异;持久种子库多样性差异与速效钾、坡向及坡向相关环境因子有关。 3)种子雨研究中,共计出现植物幼苗2022株,所有植株隶属于29科53属59种,四种森林群落共有物种为6种,占总植株数量的27.30%;思茅松人工林种子雨共计出现植物个体495株,隶属于9科18属18种,生活植物类型以乔木占比为主(52.8%),西南桦人工林种子雨共计出现植物个体666株,隶属于12科18属20种,植物类型以草本占比为主(72.63%),次生林种子雨共计出现植物个体343株,隶属于24科39属43种,植物类型占比以乔木为主(56.58%),原生林种子雨共计出现植物个体522株,隶属于18科25属20种,植物类型占比以乔木为主(79.31%)。种子雨数量变化与植物结实周期性相关;种子雨中乔木种子占主导,乔木和灌木种子数量随人为干扰减弱而增加。 4)地上植被、土壤种子库和种子雨组成具有较大差异。种子雨与地上植被、种子雨与土壤种子库的共有种比例较高,表明种子雨直接关联着地上植被的更新和土壤种子库的补充;四种森林群落中土壤种子库物种有10%与地上植被相同;西南桦人工林具有较强的天然更新和恢复潜力。 总上所述,根据对地上植被的研究,可以选用地带性顶级群落(原生林)中具有高木材价值的建群种或共建种,营建人工混交林;或在现有林分中人工增加种子库和种子雨以及采用幼苗加密植的方式营建人工混交林,在促进林分正向演替的同时,也注重林木经济价值和林地经济产出。