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生态公益林在维护和改善人类生存环境、维持生态平衡、保护物种等方面有着重要作用。为了提高长沙城市生态环境质量,保护森林资源,改善投资和居住环境,实现建设生态长沙的目标,长沙市启动了重点生态公益林建设。研究生态公益林区土壤与植被的协同机制可以掌握生态公益林资源的质量、结构分布及消长态势,了解土壤性质对生态公益林分布区域的影响,有助于推进长沙市林业生态体系建设,为优化公益林群落结构、改善生态公益林质量、提升公益林生态功能提供指导。本文以长沙市重点生态公益林为研究对象,建立11块20m×20m固定标准地,进行乔木、灌木和草本调查,乔木层物种胸径超过3 cm起测,记载种类、胸径、树高、冠幅;灌木层物种起测高度1 m以上,胸径小于3 cm,记录物种种名、个体数、覆盖度和高度,草本层物种记录树高1 m以下的植物种类组成、个体数、覆盖度和高度,将其分为针叶林、阔叶林、针阔混交林三种林分类型,并测定样地中24个土壤属性指标值和6个植被群落特征指标值。依据土壤属性指标值,利用主成分分析法对土壤进行肥力质量评价,通过灰色关联法探讨了植被群落特征与土壤属性之间的关联程度,结合耦合度模型研究了二者之间的协同度,主要研究结果如下:(1)从物种多样性角度看,长沙市重点生态公益林区三种不同林分类型植被的物种多样性不同。总体表现为:Simpson指数和Pielou均匀度指数整体表现一致,均为阔叶林>针阔混交林>针叶林,Simpson指数分别为0.734,0.728,0.653;Pielou均匀度指数分别为0.776,0.744,0.688;而Shannon-Wiener指数则表现为针阔混交林(1.717)>针叶林(1.650)>阔叶林(1.423)。具体来说,三种不同林分类型中,阔叶林的乔木层物种发展最好,针阔混交林的灌木层物种发展最好,针叶林中草本层植被发展最好。(2)长沙市重点生态公益林区不同林分类型下的物种生物量在不同层面排序不一致,总体排序为:针阔混交林(2080.507g·m-2)>针叶林(1779.693g·m-2)>阔叶林(1440.664g·m-2)。而乔木层物种的生物量大小表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林,由阔叶林的1309.57g·m-2减少到针叶林的944.56g·m-2,减少幅度为38.64%;而灌木层物种生物量排序为:阔叶林>针叶林>针阔混交林:草本层物种生物量排序与总体排序一致:针阔混交林(927.88g ·m-2)>针叶林(766.61 g m-2)>阔叶林(51.26 g·m-2)。(3)长沙市重点生态公益林的森林蓄积量表现为针阔混交林(60.28m3·hm-2)>针叶林(56.71 m3·hm-2)>阔叶林(51.76m3·hm-2),整体变化幅度不大,变异系数为7.61%。(4)长沙市重点生态公益林区的土壤肥力质量表现为针叶林(0.168)>阔叶林(0.051)>针阔混交林(-0.332);具体来说,大小排序表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林的是:细粉粒、阳离子交换量、微生物量碳和微生物量氮;表现为针叶林>阔叶林>针阔混交林的是:细粉粒、全磷、全钾和微生物量磷。(5)长沙市重点生态公益林区的土壤均是有利于发展植被群落的,两者之间的关联度值均是大于0.6,具体表现为针阔混交林(0.680)>针叶林(0.651)>阔叶林(0.649)。(6)植被不同特征与土壤属性的协同度稳定性略有差异。植被Simpson指数与土壤协同性在不同林分类型下表现相对稳定,其整体变异系数最小,为1.02%;其次是植被蓄积量与土壤的协同度,整体变异系数为3.81%;相对最差的是植被Pielou均匀度指数与土壤的协同度,整体变异系数为8.17%。(7)土壤不同属性特征与植被特征的协同性因林分不同而表现不同。针阔混交林的主导因子是土壤物理性质,耦合度值为0.711,土壤化学性质的协同效果最差(0.635);阔叶林的主导因子是土壤化学性质(0.677),土壤生物性质对植被的协同效果最差(0.613);针叶林的主导因子是土壤生物性质(0.695),土壤的化学性质的协同效果最差(0.615)。