红松林下生物多样性对计划火烧的响应机制

明确计划火烧后红松林下生物多样的变化趋势,阐明林下生物多样性对计划火烧的响应机制。以黑龙江省鹤岗市红旗林场红松林为研究对象,于 2018 年 11 月 3 日执行计划火烧,并于火后 1-至 3 年 8 月监测土壤理化性质、微生物生物量以及酶活性,并进行林下植被调查。通过生物多样性指数和物种重要值计算、建立物种组成谱系,明确生物多样性变化趋势。构建土壤-生物多样性结构方程模型,明确土壤与生物多样性间的影响机制,表征林下生物多样性对计划火烧的响应机制。计划火烧后红松林下生物多样性不仅并未表现为显著升高,而且在较长的时间范围(3 年)内表现为显著下降。灌木重要值在火后一年迅速升高至50%,但随着火后恢复时间的增加逐年下降,草本植物则呈相反的趋势。固氮豆科植物胡枝子在火后 1 至2 年成为林下唯一优势种。火后林下植物组成最丰富的为菊科,有 9 属 12 种,占总数的 25%。土壤-植物生物多样性间的影响机制在计划火烧作用下发生变化,即使化学性质始终是唯一具有显著作用的土壤性质,但其显著驱动因子由硝态氮(NO3--N)转变为(SOC)和NO3--N,火后β-N-乙酰基葡萄糖苷酶与生物多样性也存在显著相关。酸性磷酸酶(AP)在火后成为SOC的最大解释因子。计划火烧使红松林下生物多样性显著下降,优势种组成发生变化。与生物多样性存在显著相关的土壤因子由NO3--N转变为SOC、NO3--N和NAG,表明了林下生物多样性对土壤碳、氮元素的需求。同时AP与SOC存在高度相关,因此林下生物多样性仍对磷元素具有一定需求。