闽楠自然更新过程对土壤质量的影响

【目的】探索闽楠自然更新机制,促进闽楠自然更新经营与保护,为其稳定可持续发展提供科学依据。【方法】2017年7月—2020年6月,在江西省安福县明月山林场闽楠自然更新群落按闽楠最大胸径、苗木生长和重要值将更新过程划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段,每个阶段分别设置3块20 m×20 m固定样地,调查每个阶段群落的植物多样性、年凋落物量、养分含量和土壤理化性质等指标,分析每个阶段的土壤质量变化。【结果】1)在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ自然更新阶段中,闽楠的重要值分别为7.13%、12.54%、47.43%和63.34%,年凋落物量分别为3.401±0.060、3.882±0.745、4.338±0.779和4.165±0.122 t/hm^(2),Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ更新阶段分别比第Ⅰ阶段增加了14.14%、27.50%和22.46%,凋落物N含量随自然更新过程呈减少趋势,而P含量增加;2)土壤理化性质随更新阶段而变化,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段土壤SOC含量分别为14.07、14.24、16.03和16.27 g/kg,全氮含量分别为1.556、1.818、1.841和1.856 g/kg,全磷含量分别为0.261、0.260、0.322和0.251 g/kg,每层SOC、全氮含量均随更新过程呈现增加的趋势,土壤pH值、容重呈减小趋势;3)闽楠第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ更新阶段土壤养分质量综合指数分别为-0.840、-0.696、1.506和0.974,表现为第Ⅲ阶段最高,其次是第Ⅳ阶段,第Ⅰ阶段最低,表明土壤质量提高,有利于闽楠生长发育。【结论】在闽楠自然更新过程中,群落年凋落物量及全氮、全磷含量提高,土壤pH值和容重降低,土壤质量提高有利于闽楠的定居和扩展。到自然更新的第Ⅲ阶段,闽楠改变了植物群落结构,在群落中成为优势种,重要值接近50%,闽楠在群落中的优势地位大于其他树种后,种内竞争压力远大于种间竞争,导致第Ⅳ阶段土壤质量低于第Ⅲ阶段,实现闽楠群落的“植物-土壤”反馈过程。

闽楠演替过程中叶功能性状特征及其可塑性

【目的】研究闽楠林不同演替时期的叶功能性状特征及其变异,揭示闽楠在演替过程中调整适应环境的机制以及对生存资源的利用方式。【方法】以闽楠演替过程的4个阶段为研究对象,测定叶长(LL)、叶宽(LW)、叶面积(LS)、比叶面积(SLA)、叶厚度(LT)、叶片含水率(LWC)、叶主脉直径(MVD)、叶初级脉密度(PPD)、叶碳含量(LCC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶钾含量(LK)、叶钙含量(LCa)、叶镁含量(LMg)等14个功能性状指标在演替中的变化规律和变异特征,分析叶功能性状间相互关系和主成分。【结果】LL、LW、LA、LP、MVD的可塑性指数均演替阶段Ⅲ最大,LT可塑性指数在演替阶段II表现为最大,SLA、PPD则在演替IV阶段最大,闽楠叶结构功能性状可塑性指数整体表现为叶形态性状大于叶脉功能性状。各闽楠叶结构性状变异系数CV表现为LA>LT>SLA>LW>PPD>LL>MVD>LWC,闽楠叶可塑性指数PI值表现为LA>LT=SLA>LW>LL>PPD>LWC>MVD。【结论】闽楠在幼苗期间叶片薄、比叶面积大等特征,获得更强捕获光能力,相对生长速率高和养分资源获取等能力,有利于演替初期提升生长速率和资源获取能力。随着闽楠演替过程第Ⅲ和IV阶段,闽楠在群落中占据更多的资源与优势,叶片长度变短,叶厚变厚,比叶片面积变大,这些闽楠叶片功能性状变异,表明随着演替阶段的深入,性状变异从种间竞争的作用转变到将碳水化合物用于提升养分储存效率以获得竞争优势。