茂兰自然保护区喀斯特森林物种多样性与土壤因子的关系
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摘要：以茂兰自然保护区槽谷、漏斗、坡地3种典型地形部位的喀斯特森林为研究对象，对不同地形部位的喀斯特森林植物物种多样性特征和土壤理化性质进行了分析，并通过相关分析对物种多样性指数与土壤因子的关系进行了研究。结果表明，３种地形部位的喀斯特森林中，槽谷森林的物种多样性最丰富，其次是漏斗森林，而坡地森林物种多样性最低；３种地形部位的喀斯特森林中，漏斗森林的土壤养分含量相对较高，其次是槽谷森林，坡地森林养分含量最少；相关分析表明，物种丰富度指数与土壤有机质、全氮含量均呈极显著正相关；Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数与土壤全氮、速效磷含量呈显著正相关。
关键词：茂兰自然保护区；地形部位；喀斯特森林；物种多样性；土壤因子
中图分类号：Ｑ１４２．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）18－3987-04
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｐｅｃｉｅｓ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｋａｒｓｔ Ｆｏｒｅｓｔ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｓｉｔｅｓ ｉｎ Ｍａｏｌａｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅｒｖｅ
ＬＡＮＧ Ｈｕａ－ｌｉｎ，ＬＯＮＧ Ｃｕｉ－ｌｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｅｅ ｍａｉｎ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｓｉｔｅｓ （ｖａｌｌｅｙ， ｆｕｎｎｅｌ， ａｎｄ ｈｉｌｌｓｉｄｅ） ｏｆ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ Ｍａｏｌａｎ nａｔｕｒal rｅｓｅｒｖｅ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔs． Ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｉｎ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｍｏｎｇ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｓｉｔｅｓ， ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ ｖａｌｌｅｙ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ， ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｗａｓ ｆｕｎｎｅｌ ｆｏｒｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｗａｓ ｈｉｌｌｓｉｄｅ ｆｏｒｅｓｔ． Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｆｕｎｎｅｌ ｆｏｒｅｓｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ， ｖａｌｌｅｙ ｆｏｒｅｓｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ， ｈｉｌｌｓｉｄｅ ｆｏｒｅｓｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ． Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｎｄ ｔｏｔａｌ Ｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｈａｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｉｃｈｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ Ｎ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｐｉｅｌｏｕ ｉｎｄｅｘ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｍａｏｌａｎ ｎａｔｕｒａｌ ｒｅｓｅｒｖｅ； ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｓｉｔｅｓ； ｋａｒｓｔ ｆｏｒｅｓｔ； ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ； ｓｏｉｌ ｆａｃｔｏｒｓ
植物物种多样性是表征一个群落中的物种数目和各物种的个体数目分配的均匀度。它不仅反映了群落组成中物种的丰富程度，也反映了不同自然地理条件与群落的相互关系以及群落的稳定性与动态，是群落组织结构的重要特征。土壤是植物生长的重要物质基础，土壤物理性质、化学性质和土壤母质的不同，都可能影响生长于其中的植物，从而影响到物种多样性。土壤的性质与植物群落组成结构和植物多样性有着密切的关系，并且多年来一直是生态学家研究的热点［１］。
喀斯特地区地表形态复杂多样，生态环境差异明显，主要以石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石为主，这类岩石成土速度慢，形成的土壤浅薄，并且土被不连续，岩石的率极高，土壤蓄水能力弱，植物生长缓慢，多以旱生、喜钙植物为主［２］。随着人类活动的加剧，喀斯特地区石漠化、生态脆弱、水土流失等生态环境问题已成为地区发展的一大瓶颈。前人对喀斯特地区土壤特征开展了大量的研究工作，主要集中在喀斯特森林中的土壤理化性质演变、土壤微生物区系、土壤生化作用强度、小生境土壤养分的变化和土壤温度变化规律等方面，并取得了大量的研究成果［３－１０］，对喀斯特森林物种多样性特征及地形格局也有一些研究［１１］，而对不同地形部位喀斯特森林物种多样性与土壤因子关系的研究甚少。贵州省茂兰自然保护区发育着大片的原生性喀斯特森林，是喀斯特森林生态系统研究的理想场所，对其生境特征及物种多样性格局的研究具有重要的现实意义，可为退化喀斯特生态系统的恢复重建提供参考依据。因此，以茂兰自然保护区中3种主要地形部位的喀斯特森林为研究对象，在调查该区植物物种多样性的基础上，分析该区物种多样性与土壤因子之间的关系，以期为喀斯特地区物种多样性的保护提供科学依据。
１ 研究区概况及研究方法
１．１ 研究区概况
研究区位于贵州省南部荔波县境内的茂兰自然保护区，地理位置为东经１０７°５２′１０″－１０８°０５′４０″，北纬２５°０９′２０″－２５°２０′５０″，该区为典型的喀斯特峰丛地貌景观，属亚热带季风气候区，年均温１５．３ ℃，≥１０ ℃积温５ ７２７．９ ℃，年均降雨量１ ３２０．５ mm，全年平均相对湿度８３％。地势西北部高于东南部，区内最高海拔１ ０７８．６ ｍ，最低海拔４３０.0 ｍ，平均海拔８００.0 ｍ以上。研究区成土母岩以中下石炭纪白云岩及石灰岩为主。土壤类型主要是碳酸盐岩发育的黑色石灰土、黄色石灰土，土层浅薄，土被分布极不均匀，地面岩石，ｐＨ ７．５～８．０，有机质和全氮含量特别丰富。