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黔中城市森林群落植物多样性及其与土壤理化性质的关系

2022-01-06林丽代磊林泽北吴际通颜伟王志杰

生态环境学报 2021年11期
关键词:女贞混交林群落

林丽,代磊,林泽北,吴际通,颜伟,王志杰,

1. 贵州大学生命科学学院,贵州 贵阳 550025;2. 贵阳市林草资源监测中心,贵州 贵阳 550025;3. 山地生态与农业生物工程协同创新中心,贵州 贵阳 550025

城市是人类聚集产生的地区,随着城市功能和规模不断扩大,城市中的环境问题日益突出。为了改善城市生态环境,促进人与自然协调发展,将森林引入城市,在城市中建立城市森林生态系统(李海梅等,2004)。城市森林作为森林生态系统的重要组成部分,在维持物种多样性及生态系统稳定性等方面发挥着重要作用。植物与环境的关系一直以来是生态学研究的主要内容之一。环境因子如何影响植物分布并导致植物多样性格局变化是生态学家们长期致力研究的问题(Weigel et al.,2019)。物种多样性的影响因素包括生物因素和非生物因素,生物因素如人为干扰(郝建锋等,2014)、林分密度(王玲,2020)、林龄等;非生物因素如地形因子(张起鹏,2019)、土壤因子(罗巧玉等,2021)、气候因子(杨崇曜等,2017)等因素,其中土壤因子被广泛认为是景观及更小尺度(如群落)中影响植被格局分布的主导因子(Guisan et al.,2000)。如闫玮明等(2019)研究表明,相较于地形因子,土壤因子对林下植物多样性影响更大,郭春等(2017)研究表明,不同类型荒漠草地黑果枸杞群落结构及物种多样性主要受土壤性质的影响。此中,植物多样性与土壤理化性质关系密切,土壤理化性质差异引起植物多样性的变化,植物多样性的差异反过来作用于土壤理化性质,两者间的关系一直以来受到生态学家们热点关注。目前,关于植物多样性与土壤理化性质的研究较多,如不同生境(余飞燕等,2021)、不同植被类型(闫宝龙等,2017)、不同地形(雷斯越,2019)、不同林龄(马天舒等,2020)的植物多样性与土壤理化性质的差异及两者间关系,但关于喀斯特城市森林植物多样性与土壤理化性质的关系研究较为薄弱。

贵阳市作为国家首个森林城市,到2019年底,其森林面积4226.67 km2,覆盖率达到53.8%,成为喀斯特地貌上的“绿色奇迹”。喀斯特城市森林生态系统原生生境破碎化、异质化程度高,使其城市森林植物多样性与其它城市森林地貌类型相比,具有独特的差异性和特殊性,且保护难度更大。尤其是近年来随着城市化进程不断加快,城市景观格局正在发生剧烈变化,并对脆弱的喀斯特城市森林植物多样性造成严重的威胁。设计完善、多目标经营管理的城市森林能够恢复部分天然林所具有的生态系统服务功能,而林分树种的正确选择则是实现城市森林近自然林经营的重要基础,因为林分类型不同会使林冠结构、养分循环、林下微环境等产生差异,最终将导致林下植物组成及其多样性格局变异(赵耀等,2018a)。因此,探明喀斯特地貌上的城市森林物种多样性特征,对维持城市森林可持续经营具有重要意义。

多年来,喀斯特地区物种多样性研究多集中在喀斯特自然森林和草地生态系统的植物物种组成与结构(张文等,2011),及不同地区石漠化(阶段)植被恢复过程中的植物结构(喻理飞等,2002)、土壤结构(Liu et al.,2020;罗楠等,2020)、以及植物多样性与土壤(汪攀等,2018;张芳等,2020)、地形等(李芹等,2019)环境因子的关系与评价等方面。但对于喀斯特不同城市森林群落植物多样性与土壤理化性质关系的研究鲜见。基于此,本研究通过样地调查,运用方差分析、典范对应分析(CCA)、冗余分析(RDA),对黔中喀斯特不同城市森林群落植物多样性差异与土壤理化性质差异及其二者间关系进行分析,探明喀斯特不同城市森林群落植物多样性与土壤理化性质差异,解析影响喀斯特不同城市森林群落物种分布及多样性的主要环境因子,以期为喀斯特山地城市生物多样性维护以及保障区域生态安全提供重要科学依据和理论支撑。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

贵阳市(26°11′—26°55′N、106°07′—107°17′E)位于贵州省中部,是典型的黔中山原区岩溶地貌类型。国土总面积约8034 km2,平均海拔1100 m,属亚热带季风气候,降雨量充沛,雨热同期,年均气温15.3 ℃,年均降雨量1129.5 mm,平均相对湿度80%。土壤以酸性黄壤为主,母岩以岩性土和石灰土为主。研究区内生物资源丰富、植物种类多、植被类型多样,是构成贵阳市环城绿化带的重要组成部分。

贵阳市的城市森林环城林带于 1954年开始建设,并取得较好的成果。进入21世纪以来,“让森林走进城市,让城市拥抱森林”已成为贵阳市提升城市形象,推动区域经济持续健康发展的新理念。贵阳市市委市政府将贵阳市定位为“林城”,以建设功能完善、布局合理、效益显著的城市森林生态系统为重点,组织群众开始大规模植树造林,初期以飞播和人工种植为主,主要树种包括马尾松(Pinus massoniana)、华山松(Pinus armandii)、女贞(Ligustrum lucidum)、柳杉(Cryptomeria japonica)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum longepaniculatum)、桦木(Betula alnoides)等,多以不同树种混合搭配种植,后期由林业站人员进行管护,属生态公益林,禁止乱砍乱伐,经过长期自然演替,形成结构稳定、功能完备的环城林带。贵阳市植被类型丰富,以不同树种混交而成的常绿针叶林、常绿阔叶林、针阔混交林为主,同时乔木层出现了华中樱桃(Cerasus conradinae)、山柿(Diospyros japonica)冬青(Ilex chinensis)等改良环境且适应性强的乡土树种,人工林群落向次生林群落方向演替,研究区林下植物丰富,主要灌木有竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)、烟 蒾管荚 (Viburnum utile)、铁仔(Myrsine africana)等。主要草本有牛膝(Achyranthes bidentata)细叶鳞毛蕨(Dryopteris woodsiisora)、丝叶薹草(Carex capilliformis)等。

1.2 样地的选择与调查

2020年8—9月,依据高贤明等(2001)的群落类型划分和方精云等(2009)的样地选取方法,对贵阳市中心城区进行全面踏查,采用典型抽样法,选取研究区广泛分布、立地条件相似、具有代表性的马尾松华山松混交林 (Ⅰ)、马尾松林 (Ⅱ)、华山松混交林 (Ⅲ)、华山松林 (Ⅳ)、女贞林 (Ⅴ)、女贞桦木混交林 (Ⅵ)、桦木混交林 (Ⅶ)、杉木林(Ⅷ)、柳杉林 (Ⅸ)、香樟林 (Ⅹ) 等10种中龄林的城市森林群落,参考朱守谦等(1987)对喀斯特森林样地调查最小样地面积计算方法,运用重要值—面积曲线拟合法,判定优势种重要值趋于稳定的样地面积阈值,确定样地的最小面积为667 m2。对样地内所有植物(乔木层、灌木层和草本层)进行调查,其中,乔木层(包括乔木更新层)测量并记录胸径≥5 cm的所有乔木物种株高、胸径、分布格局等;在每个样地内采用5点法(中心和四角)设置5个2 m×2 m的灌木层调查样方,共计45个样方/样地,对样方内所有灌木物种株数、平均高度、平均基径、分盖度、分布格局进行调查;同时,在每个样地内采用5点法(中心和四角)设置5个1 m×1 m草本层调查样方,共计45个样方/样地,调查记录所有草本植物物种名、多度、平均高度、分盖度、分布格局等。此外,记录每个样地的基本情况(表1),包括经度、纬度、坡度、坡向、坡位等。

表1 样地概况Table 1 Sample plot information of 13 typical urban forest communities

1.3 土壤采集与测定

调查典型植物群落的同时,在每个标准样地内按照“品”字型进行三点取样,每个样地采集土壤样品3份,共39份土壤样品。由于研究区土层浅薄,部分取样点土层厚度小于20 cm,因此采集0—20 cm的表层土壤,按二分法混合编号后,带回实验室测定不同群落土壤理化性状指标,其中:土壤容重(BD)测定用烘干法,土壤全氮(TN)测定用凯氏法,土壤全磷(TP)测定用NaOH碱熔-钼锑抗分光光度法,土壤全钾(TK)测定用 NaOH熔融法,速效氮(AN)测定用碱解扩散法,速效磷(AP)测定用分光光度法,速效钾(AK)测定用乙酸铵浸提法,土壤pH用电位法(2.5∶1的水土比),有机质(OM)测定用重铬酸钾容量法。

1.4 重要值及物种多样性指数计算

植物多样性的衡量指标采用物种丰富度指数、Shannon-wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数(马克平等,1994),乔木层及灌草层重要值及物种多样性指数计算公式如下(孟庆欣,2009):

乔木层重要值:

灌木层和草本层重要值:

丰富度指数:

Shannon-wiener多样性指数:

Simpson优势度指数:

Pielou均匀度指数:

式中:

IV1——乔木层重要值;

IV2——灌木层、草本层重要值;

Ar——相对多度;

Dr——相对胸径;

Hr——相对高度;

Cr——相对盖度。

ni——种i的个体数;

S——群落中的总种数;

N——观察到的总个体数。

1.5 统计方法

结合野外实地调查的数据,用Excel软件进行实验数据预处理,采用SPSS 25软件的单因素方差分析(One-Way ANOVA)和LSD检验分析不同城市森林群落物种多样性及土壤理化性质差异(P<0.05)。运用Canoco 5软件,对13个样地124个物种重要值和 9个土壤因子分别建立物种矩阵(13×124)和土壤因子矩阵(13×9),由于不少物种在调查中出现的频率很小,所以在排序时对稀有物种进行了降权处理。

2 结果与分析

2.1 不同城市森林群落物种组成与重要值

研究区10种典型森林群落共记录维管植物124种,隶属61科107属,其中:种子植物114种,隶属57科100属,占总物种数的91.93%,蕨类植物10种,隶属4科7属,占总物种数的8.07%,物种组成较为丰富。从生长型看,乔木层共记录39种,隶属22科,以松科、柏科、豆科、蔷薇科等为主,占59%;灌木层(包括乔木更新层)共记录57种,隶属于32科,柏科、蔷薇科、豆科、芸香科等较为常见,占53%;草本层共记录78种,隶属于53科,其中,蔷薇科、伞形科、唇形科、莎草科、菊科物种较多,占41%。

不同城市森林群落物种重要值的结果反映出(图1):乔木层除各群落的建群种或优势种外,重要值较高的乔木物种主要有刺槐、刺楸、柏木,重要值分别为0.15、0.16和0.24;不同群落灌木层重要值较大的物种不同,川榛(0.34)、山茶(0.56)、小果蔷薇(0.36)、刺楸(0.49)、杉木(0.31)、柳杉(0.66)等灌木物种在研究区调查群落样地内重要值较高,均大于0.30;而草本层中丝叶薹草、细叶鳞毛蕨、乌蔹莓、芒、求米草、变豆菜、蕨类、香茶菜等物种分布较广泛,重要值介于 0.12—0.40之间,其中丝叶薹草、乌蔹莓、求米草等3种物种分布最为广泛,在10个群落类型中均有大量分布,重要值介于0.10—0.43之间。

图1 不同城市森林主要植物组成及重要值Fig. 1 Main plant composition and importance in different urban forests

2.2 不同城市森林群落植物多样性特征

10种典型城市森林群落植物多样性的Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数具有显著性差异,且不同群落植物多样性指数的变化趋势具有相似性(表2)。表现为女贞桦木混交林、马尾松华山松混交林、桦木混交林和华山松混交林等4种群落的Shannon-Wiener指数、丰富度指数和Pielou均匀度指数高于其他6种群落,整体上混交林群落的植物多样性指数高于纯林群落,其中女贞桦木混交林的Shannon-Wiener指数、丰富度指数和 Pielou均匀度指数最高,分别为1.45、5.63和0.88,其次为马尾松华山松混交林,分别为1.40、5.50和0.86,且二者相应的多样性指数之间无显著性差异;而马尾松林群落的Shannon-Wiener指数、丰富度指数和Pielou均匀度指数最小,分别为0.58、2.18和0.60,其次为柳杉林群落,分别为0.68、2.54和0.62,二者之间无显著性差异,但显著低于女贞桦木混交林和马尾松华山松混交林群落。不同城市森林群落的 Simpson优势度指数变化趋势与其他3个多样性指数相反,表现为马尾松林群落和柳杉林群落(分别为0.57和0.61)显著高于4种混交林群落,女贞桦木混交林群落Simpson优势度指数最小(为0.29)的特征。

表2 不同城市森林群落植物多样性指数比较Table 2 Comparison of plant diversity indices of forest communities in different cities

与群落物种多样性变化相似,灌木层物种Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数具有显著性差异,且不同城市森林变化趋势具有相似性(表3)。表现为混交林群落的植物多样性指数高于纯林群落,其中,女贞桦木混交林的Shannon-Wiener指数、丰富度指数和Pielou均匀度指数最高,分别为1.39、5.40和0.84,其次为马尾松华山松混交林,分别为 1.31、4.90和0.86,且二者相应的多样性指数之间无显著性差异;而杉木林群落的Shannon-Wiener指数、丰富度指数和Pielou均匀度指数最小,分别为0.36、1.80和0.45,其次为马尾松林,分别为0.49、1.80和0.52,二者之间无显著性差异,但显著低于女贞桦木混交林和马尾松华山松混交林群落。Simpson优势度指数变化趋势与其他3个多样性指数相反,表现为杉木林(0.57)显著高于 4种混交林群落,女贞桦木混交林群落Simpson优势度指数最小(为0.32)的特征。

表3 不同城市森林群落灌木层和草本层植物多样性指数比较Table 3 Comparison of plant diversity indices of shrub layer and herb layer in different urban forest communities

草本层的物种Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数具有显著性差异,物种Shannon-Wiener指数、丰富度指数的变化趋势相似,表现为4种混交林群落的Shannon-Wiener指数、丰富度指数高于其他6种群落,其中马尾松华山松混交林Shannon-Wiener指数、丰富度指数最高,分别为1.48、5.80,其次为女贞桦木混交林,分别为1.43、5.00,且二者相应的多样性指数之间无显著性差异;而马尾松林群落的Shannon-Wiener指数、丰富度指数最小,分别为0.73、2.50,其次是华山松林的1.04、4.00,二者间无差异,但显著低于马尾松华山松混交林和女贞桦木混交林群落。Simpson优势度指数变化趋势与其他3个指数相反,表现为马尾松林(分别为0.56、0.48)显著高于4种混交林群落,女贞桦木混交林群落Simpson优势度指数最小(为0.27)的特征。Pielou均匀度指数呈香樟林>华山松混交林>女贞林>女贞桦木混交林>桦木混交林>杉木林>马尾松华山松混交林>柳杉林>华山松林>马尾松林的变化规律。

2.3 不同城市森林群落土壤理化性质

由表4可见,不同城市森林群落土壤pH值、TP、TK、AK、AP、BD具有显著差异,土壤TN、AN、OM差异不显著,土壤pH、AP、OM、AN、TN变化相似,均表现为女贞桦木混交林最高,其中,土壤 pH、AP表现为女贞桦木混交林、桦木混交林与女贞林显著高于其他7种城市森林,土壤 OM、AN、TP、TN表现为女贞桦木混交林最高,女贞林次之,马尾松林最低。TP、AK表现为马尾松华山松混交林最高,柳杉林最低,且二者在相应的群落间含量有显著差异。BD、TP均表现为香樟林最高,TP马尾松华山松混交林最低,而BD柳杉林最低。

表4 不同城市森林群落土壤理化性质比较Table 4 Comparison of soil physical and chemical properties in different urban forest ecosystems

2.4 植物多样性与土壤理化性质的关系

由图2及表5可知,群落中,RDA1主要反映土壤pH、AP、BD、AK的变化,随着AP、AK、pH的增加及BD的减小,多样性指数H′、丰富度指数R、均匀度指数E均增加,而优势度指数D减小,RDA2轴主要反映TP的变化,随着TP减少,D减少,而H′、R、E增加,AN是显著影响群落物种多样性的主要土壤因子。灌木层中,RDA1主要反映土壤pH、AN、TN、OM的变化,随着pH、AN、TN、OM的增加,H′、R、E均增加,D减小,RDA2轴主要反映TP的变化,随着TP减少,D减少,而H′、E、R增加,pH是显著影响灌木层物种多样性的主要土壤因子。草本层中,RDA1主要反映土壤pH、AP、AN的变化,随着pH、AP、AN的增加,H′、R、E均增加,D减小,RDA2轴主要反映BD的变化,随着BD的增加,D增加,而H′、R、E均减小,TP是显著影响草本层物种多样性的土壤因子。

表5 RDA土壤理化性质对物种多样性的解释率Table 5 Interpretation rate of RDA soil physical and chemical properties to species diversity

图2 植物多样性与土壤理化性质RDA排序图Fig. 2 RDA ordination diagram of plant diversity and soil physical and chemical properties

由图3可见,箭头表示土壤理化性质等环境因子,箭头越长表示某一土壤理化性质因子对物种分布影响越大,箭头与排序轴夹角表示某一土壤理化性质与排序轴的相关性的大小,夹角越小相关性越高,夹角越大相关性越小,结果表明:沿CCA1轴从左向右,有机质减小,全磷增加,CCA2轴从下向上pH、土壤容重增加。排序图中位于 CCA1轴左端的物种,如凤尾蕨(Pteris cretica)、小花八角(Illicium micranthum)、蜡梅(Chimonanthus praecox)、楸树(Sorbus pohuashanensis)等与全磷呈正相关,这些物种在全磷含量较高的地方分布较多,而刺楸(Kalopanax septemlobus)、竹叶花椒(Zanthoxylum armatum蒾)、荚 (Viburnum dilatatum)等与之相反。狗脊(Woodwardia japonica)、长柄山蚂蝗(Hylodesmum podocarpum)、冷水花(Pilea notata)、铁仔(Myrsine africana)、三叶木通(Akebia trifoliata)等物种位于CCA2轴的上端,与pH、土壤容重呈正相关,这些物种在pH适宜、土壤容重较高的地方分布较多。

图3 物种与环境因子CCA的双序图(显示了权重为5%—100%的物种)Fig. 3 The double sequence diagram of species and environmental factors CCA (weights ranging from 5% to 100%)

3 讨论

物种多样性是反映一定空间范围内物种的丰富度和均匀度的重要指标,与群落中物种数量及其分布密切相关,能体现群落结构类型、组织水平、发展阶段和稳定程度(马志波等,2016;赵娜等,2018)。本研究中,不同城市森林植被类型、不同层次之间的植物组成及数量特征不同,表明研究区不同城市森林群落及林下植物组成受上层林冠层及其林下微环境的影响。这与赵耀等(2018b)、张涵丹等(2021)的研究结果相似。陶晓等(2016)以城市森林为对象,分析不同植被类型土壤溶解性有机碳含量、微生物碳含量的年动态特征,结果表明植被类型对土壤溶解性有机碳含量有显著影响。张柳桦等(2018)认为人工林中灌木层最具更新活力,因此人工林下物种多样性水平与更新潜力主要取决于灌木层。本研究中,女贞桦木混交林灌木层 Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数均最大,草本层物种组成也较为丰富。因此认为此种城市森林整体物种多样性水平最高,若仅从物种多样性角度来看,贵阳市建设城市生态公益林可优先考虑经营女贞桦木混交林。光照影响着林下植物的覆盖方式和个体植物丰富度,被认为是影响植物生长发育和生存的最重要环境因子之一(王世雄等,2010)。朱宏光等(2014)研究发现在群落的演替过程中因林冠层郁闭度增大而导致的林下光照资源减少是草本层物种多样性变化主要原因。本研究中,林下草本层的Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数均以马尾松华山松混交林最大,这可能与马尾松华山松混交林乔木层以针叶树种为主,林下光照条件好有关,与司彬等(2008)研究结果相似。研究表明林冠层物种组成越复杂,物种多样性越丰富(汪超等,2006)。同时,受林冠层的遮蔽,光照强度较弱,林下植物多样性较低(马杰等,2019)。

土壤是气候、母质、植被、地形长期综合作用的产物,土壤理化性质的差异决定了群落结构的不同,而不同类型群落的植物经过长期演替因生长活动、凋落物分解等直接或间接影响土壤理化性质(魏晨辉等,2015)。在本研究中,10种不同城市森林群落土壤pH值、全磷、全钾、速效钾、速效磷、土壤容重具有显著性差异,说明群落类型差异对土壤理化性质产生明显的影响。目前,关于土壤肥力—植物多样性的关系研究结果主要有两种观点:一是两者呈正相关。王岩等(2012)认为不同植被恢复过程中,相较于纯林,混交林林下植物多样性增加,土壤有机质、速效钾含量增加,土壤养分恢复变好,因此土壤肥力更高。安明态(2019)研究发现,随着演替的恢复过程,茂兰喀斯特植被组成复杂,森林覆盖率增加,枯枝落叶加厚,土壤有机物和持水率得到了良好的改善,森林植被和土壤肥力之间形成良好的协同效应。二是两者呈负相关。其理论解释主要来源于数量特征与生态位策略两个角度,Rosen et al.(1995)证实在小尺度内可利用的土壤养分和植物多样性呈负相关。肖德荣等(2007)研究发现,在湿地生态系统中,土壤养分处于封闭状态,不利于植物的吸收利用,仅有少数适生生物生长而形成单优势群落,致使植物多样性降低。与上述前者结果一致,本研究中土壤pH、有机物、全氮、速效氮、速效磷均以女贞桦木混交林最高,而马尾松林最低,这可能与马尾松林群落结构单一,能够归还给土壤的凋落物数量和养分少有关。柳杉林位于贵阳市资源站附近,受到林间砍伐严重,速效钾显著低于其他9种不同城市森林群落,有研究表明,土壤速效钾变化规律随着林间砍伐强度的增加而降低(戎建涛等,2019)。本研究中土壤容重呈香樟林>女贞林>柳杉林>马尾松林>桦木混交林>女贞桦木混交林>杉木林>马尾松华山松混交林>华山松混交林>华山松林的变化规律,马尾松华山松混交林速效钾最高,而全磷最低,这可能与马尾松根部对磷和钾的特异性吸收有关(秦晓佳等,2012)。

土壤是植物群落的主要环境因子之一,土壤的理化性质与植物分布和植物多样性密切相关(吕倩等,2019)。本研究表明全磷、土壤容重、有机质、pH含量对黔中喀斯特不同城市森林群落物种分布及物种多样性有显著影响。土壤容重对物种分布及草本层物种多样性有显著影响,草本物种多样性随土壤容重升高而增加,一些物种如长柄山蚂蝗、狗脊、透茎冷水花的分布与土壤容重密切相关。土壤pH对物种分布及灌木层物种多样性有显著影响,灌木层物种多样性随pH升高而增加,相似结论已经有许多报道(任学敏等,2012;姜俊等,2019;郑鸾等,2020)。土壤速效钾对物种的分布影响不显著,但对群落物种多样性有显著影响,而土壤有机质、全磷则与之相反,这可能与土壤理化性质在不同城市森林分布差异不显著有关(崔宁洁,2014)。此外,相关研究也表明,土壤有机质、全氮(王凯博等,2007)、全钾、速效钾、速效氮(孙千惠等,2018)、速效磷(李婷婷等,2021)对物种分布及物种多样性有显著影响,但本研究中这些因子并不显著,这可能是由于不同类型城市森林存在不同物种组成,对所处生境资源的需求、能力、方式等均有差异,导致对环境因子响应的差异;另一方面,生境中存在复杂多样的环境因子,不同因子之间的协同或拮抗作用可能削弱或增强了某些因子对植株的作用,使得某些因子的作用被显著影响因子所掩盖(邵方丽等,2012)。

本研究由于不同城市森林群落调查样地地理位置不同,因此,坡度、坡位、海拔等地形因子可能对物种分布及物种多样性有影响。研究区海拔变化相对较小,但其通过影响光照、水分及土壤资源的再分配,进而影响物种的分布与结构,使植物物种组成、结构和多样性随海拔梯度的变化表现出明显的变化规律(陈晓熹等,2019)。坡度主要影响土壤水分及养分的再分配,坡度大的上坡位可能受到雨水的冲刷至使养分的流失,进而影响物种分布及物种多样性(温佩颖等,2019)。坡位则通过对太阳辐射的调节及降雨的分配,从而影响土壤温度、土壤含水量、土壤风化作用,进而影响物种分布(杨振奇等,2018)。植物—环境关系是十分复杂的,被引入分析的环境因子之间相互作用致使重要因子的确定面临巨大挑战(Pysek et al.,1992),本研究仅从喀斯特不同城市森林群落的土壤因子对植物多样性及物种分布的影响方面进行了探讨,精确、定量揭示多种环境因子及其耦合效应对物种分布及物种多样性的关系还需进一步深入研究。

4 结论

综上所述,10种不同类型城市森林群落植物组成、物种多样性、土壤理化性质具有显著差异;女贞桦木混交林物种组成最为丰富,物种多样性水平最高;土壤pH、全磷、速效氮对研究区物种多样性有显著影响;土壤pH、全磷、有机质、容重含量对物种分布有显著影响。此外,影响喀斯特不同城市森林群落物种多样性分布的因素颇多,如喀斯特地区独特的气候、地形、人为干扰等,因此,植物—土壤理化性质的关系分析有待于采用更加有效的方法深入研究。

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