1、第 41 卷 第 2 期2023 年 4 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.2Apr.2023华西雨屏带马尾松人工林林窗大小对植物多样性与土壤理化性质的影响曾洪1，2，3，吴雨茹1，钟欣艺1，许银1，鱼舜尧1，林静芸1，魏俊德1，郝建锋1，2，3，4*（1.四川农业大学林学院，成都 611130；2.四川农业大学长江上游林业生态工程四川省重点实验室，成都 611130；3.四川农业大学长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室，成都 611130；4.四川农业大学水土保持与荒漠化防治实验室，成
2、都 611130）摘要：【目的】旨在揭示马尾松人工林不同林窗大小下植物多样性与土壤理化性质之间的关系。【方法】以25年树龄的马尾松人工林内5种不同大小林窗（50100、100150、200250、400450、600650 m2）为研究对象，以马尾松纯林为对照（CK），调查分析不同林窗下植被组成、物种多样性和土壤理化性质；使用冗余分析（RDA）研究了土壤因子与植物多样性的关系。【结果】不同林窗内枹栎、青榨槭、柃木和野桐等乡土树种的重要值均位于前列；随着林窗面积的增加，耐荫物种数呈上升趋势，半耐荫物种数趋势平稳且占据重要地位。G4（400450 m2）林窗面积下呈最高的物种多样性，灌木层的物种丰
3、富度和多样性与土壤理化性质存在极强正相关关系。在G4林窗下土壤全钾（45.41 mg/kg）、速效钾（191.29 mg/kg）和有机质（68.42 mg/kg）的含量达到最高，速效钾含量显著高于其余林窗（P0.05）；土壤有机质、全氮和全钾是影响马尾松人工林林窗下植物分布的主要环境因子。【结论】G4林窗（400450 m2）最有利于此地区植物群落的更新组成和土壤养分循环。关键词：马尾松；人工林；林窗大小；物种多样性；土壤理化性质中图分类号：Q948 文献标志码：A 文章编号：1000-2650（2023）02-0185-08Effects of Different Gap Sizes of
4、Pinus massoniana Plantation on Plant Diversity and Soil Physicochemical Properties in the West China Rain ZoneZENG Hong1，2，3，WU Yuru1，ZHONG Xinyi1，XU Yin1，YU Shunyao1，LIN Jingyun1，WEI Junde1，HAOjianfeng 1，2，3，4*（1.College of Forestry，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China；2.Sichuan Pro
5、vince Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering on the Upper Reaches of the Yangtze River，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China；3.Key Laboratory of Forest Resources Conservation and Ecological Safety on the Upper Reaches of the Yangtze River of National Forestry and Grassland
6、Administration，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China；4.Key Laboratory of Soil&Water Conservation and Desertification Combating，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China）Abstract:【Objective】This study aims to reveal the relationship between plant diversity and soil physicoch
7、emical properties in Pinus massoniana plantation under different gap sizes.【Method】In this study，five different gap sizes（50-100、100-150、200-250、400-450、600-650 m2）in a 25-year-old P.massoniana plantation were taken as research objects，were compared with pure stand of P.massoniana.This study investi
8、gated and analyzed the vegetation composition，species diversity and soil physicochemical properties under different gap sizes suing Redundancy analysis（RDA）to determine the relationship doi:10.16036/j.issn.1000-2650.202301189收稿日期：2023-01-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（31370628）；四川省教育厅一般项目（15ZB0020）。作者简介：曾洪，硕士。
9、*责任作者：郝建锋，博士，副教授，主要从事森林生态学研究，E-mail：。四川农业大学学报第 41 卷 between soil factors and species diversity.【Result】The important values of native tree species，such as Quercus serrata，Acer davidii，Eurya japonica，and Mallotus tenuifolius，were at the forefront in different forest gap sizes.The increase in the gap
10、size led to an increase in the number of shade-tolerant species，while the number of semi-shade-tolerant species remained stable and occupied an important position.The G4（400-450 m2）gap size showed the highest species diversity，and there was a strong positive correlation between species richness and
11、diversity index of shrub layer and soil physicochemical properties.The soil physicochemical properties under the middle and large forest gaps were obviously improved compared with those under the small forest gaps.The soil contents under G4 gap size showed of the highest content of total potassium（4
12、5.41 mg/kg），available potassium（191.29 mg/kg）and organic matter（68.42 mg/kg）.The content of available potassium was significantly higher than that of other gaps（P0.05）.Soil organic matter，soil total nitrogen and soil total potassium were the main environmental factors that affect the distribution of
13、 species under the forest gaps of P.massoniana plantation.【Conclusion】The results showed that plant diversity could sustain and even improve soil fertility，and G4 gap size（400-450 m2）was the most beneficial to plant community regeneration and soil nutrient cycling in this area.Keywords:Pinus massoni
14、ana；plantation；gap size；species diversity；soil physicochemical properties林窗是自然过程或人为经营活动的结果，林窗的形成和大小影响着森林内生境差异、生物多样性和养分循环1，重塑了森林结构，是森林生态系统发展的关键2。与较小的林窗相比，较大的林窗往往支持更高水平的光、热、水和养分等资源，和更高的木本植物群落的丰富度和多样性3-4。林下植被是生态系统的主要驱动力，短期内影响着森林树种组成，长期则影响着土壤养分有效性及森林生长5-6。林窗通过改变微环境异质性，影响土壤的物质循环和养分周转7，土壤有机碳和营养元素等影响着植物的生长
15、和分布8。土壤理化性质被认为是维持植物多样性影响最大的因素之一，且植物多样性和土壤理化性质之间的关系易受生态环境变化的影响9-10。林窗对于土壤理化性质变化及与物种多样性之间的关系是近年来人工林经营与管理工作的重要问题11，在人工林更新、生态系统恢复领域具有重要作用。目前国内外关于人工林中林窗对土壤理化性质以及多样性的影响的研究较多6-7,11-13，但研究结论不一，且探讨不同林窗大小下植物多样性和土壤理化性质之间关系的研究较少。研究区位于我国雨雾之极的华西雨屏带，具有日照时间短、多雨雾和太阳辐射弱等气候特征。华西雨屏带是四川省实施退耕还林的重点区域，在退耕还林后形成了大面积的人工林，马尾松（
16、Pinus massoniana）为退耕还林的主要先锋树种，由于长期大规模的单一种植导致生物多样性减少、土壤质量和森林生产力下降等生态问题13。为有效提高马尾松人工林生态系统恢复能力和生态效益，本文通过对25年树龄马尾松人工林中的5种不同大小的林窗进行调查和取样，分析不同林窗大小下树种组成分布、植物多样性和土壤理化性质的变化差异及其相关关系，为该区域马尾松人工林林窗干扰更新中树种的筛选应用，以及退化森林生态系统恢复与可持续经营管理提供理论依据。1材料和方法1.1研究地概况研究区位于中国四川省西部地区的一个多雨带，雅安莲花山（300752.82301348.15N，103039.161030610.55E）属川西沉降褶皱带，土壤类型为山地黄壤；地貌以中山为主，最高海拔1 220 m；气候属亚热带湿润季风气候类型，年均降雨量1 498.5 mm，多夜雨；年均气温15.4，年均极端最低温度5.3，最高温度35.1；年均相对湿度82%；无霜期长，约297 d；年均日照1 018.3 h。马尾松人工林在该研究区大面积分布，多为林龄25 a林分，郁闭度0.7，密度为1 500株/hm2；灌木层主要
