Journal of Plant Ecology ›› 2022, Vol. 15 ›› Issue (2): 372-384.DOI: 10.1093/jpe/rtab108
Zhiyong Zhou*, Ying Shen, Bo Wang and Huan Zhang
摘要: 中国东北地区北方森林土壤钙对植被结构和土壤功能随火烧序列恢复趋势分化的驱动作用
随着火后恢复时间的延长,各生物物理因子对森林群落结构恢复和重建的重要性也发生着变化。本研究的主要目的是明确我国北方森林在火灾干扰后地上植被和土壤微生物功能的关键恢复时期及其主导性驱动因子。在东北大兴安岭林区,选择不同时期的火烧林地,组成一个50年的火烧演替序列,分析随火烧后恢复时间的增加,乔木、灌木和草本物种的生物量在整个群落中所占比重的动态变化特征。同时,采集不同火烧林地的土壤样品,分析其养分含量、微生物生物量以及酶活性等理化指标,并以这些理化数据为基础,估算土壤微生物的生长效率和碳素利用效率,以反应土壤微生物功能随火烧时间的演变规律。研究结果发现,在选定的火烧序列内,不同功能群物种在森林群落的恢复和重建中的贡献表现出明显的时期变异性。草本物种的比重从最初的75%下降到1.5%,而乔木物种的比重则从火烧 初期的0.04%上升到后期的70%。土壤微生物的生长效率和碳素利用效率平均为0.242和0.236,在火烧恢复的第9、15和31年的取值明显大于火烧后的第2和3 年。火烧后恢复时期也影响了土壤中金属离子的含量,土壤中钙和铁的含量都在火烧序列后期得到明显提高,其中钙的含量与群落中木本物种间呈正相关关系,而与微生物功能间呈负相关关系。在本研究选定的火烧序列内,火烧干扰后的第15和31年是地上群落结构和土壤微生物功能恢复的关键期,地上和地下恢复过程在这两个时期呈现出分异趋势,而土壤中钙含量的变化对这一分异趋势发挥了一定的驱动作用。