廣西馬山巖溶區(qū)人工林生態(tài)特征解析：物種、生物量與碳儲(chǔ)量探究一、引言1.1研究背景與意義廣西馬山巖溶區(qū)作為典型的生態(tài)脆弱區(qū)域，長(zhǎng)期面臨著嚴(yán)峻的生態(tài)挑戰(zhàn)。該地區(qū)地勢(shì)崎嶇，土地瘠薄，獨(dú)特的巖溶地質(zhì)條件使得其生態(tài)系統(tǒng)極為敏感和脆弱。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程中，巖溶作用塑造了這里奇特的地貌景觀，但也導(dǎo)致土壤淺薄且保水保肥能力差，植被生長(zhǎng)環(huán)境惡劣。長(zhǎng)期以來(lái)，不合理的人類活動(dòng)更是讓這一地區(qū)的生態(tài)狀況雪上加霜。過(guò)度的樵采使得山林植被遭受嚴(yán)重破壞，大量樹(shù)木被砍伐，森林覆蓋率急劇下降；不合理的農(nóng)耕方式，如陡坡開(kāi)墾、過(guò)度放牧等，進(jìn)一步加劇了水土流失，導(dǎo)致土壤肥力迅速減退，土地石漠化問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。石漠化被稱為“地球之癌”，它使巖溶生態(tài)系統(tǒng)功能退化，涵養(yǎng)水源能力減弱，水土流失加劇，生態(tài)狀況和生產(chǎn)生活環(huán)境惡化，成為我國(guó)西南巖溶地區(qū)最為突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。在馬山巖溶區(qū)，石漠化導(dǎo)致許多地方巖石裸露，土地生產(chǎn)力大幅下降，農(nóng)作物產(chǎn)量極低，部分地區(qū)甚至喪失了基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平的提高。為了改善這一嚴(yán)峻的生態(tài)現(xiàn)狀，人工林種植成為馬山巖溶區(qū)生態(tài)恢復(fù)和扶貧發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵舉措。人工林不僅能夠有效遏制水土流失，通過(guò)樹(shù)木根系的固土作用，減少土壤被雨水沖刷的風(fēng)險(xiǎn)，還能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥能力；而且在調(diào)節(jié)氣候方面發(fā)揮著重要作用，森林的蒸騰作用和光合作用可以吸收二氧化碳、釋放氧氣，降低溫室氣體濃度，減緩全球氣候變化，同時(shí)還能調(diào)節(jié)局部氣溫和濕度，改善區(qū)域小氣候。此外，人工林的發(fā)展有助于促進(jìn)生物多樣性的恢復(fù)，為眾多動(dòng)植物提供棲息地和食物來(lái)源，維護(hù)生態(tài)平衡。不同類型的人工林在物種組成、結(jié)構(gòu)特征以及生態(tài)功能等方面存在顯著差異。例如，闊葉樹(shù)人工林通常具有豐富的物種多樣性，能夠?yàn)楦喾N類的生物提供適宜的生存環(huán)境；針葉林則在木材生產(chǎn)和碳固定方面表現(xiàn)突出，其樹(shù)木生長(zhǎng)迅速，木材蓄積量大，且對(duì)二氧化碳的吸收能力較強(qiáng)；竹林以其獨(dú)特的生長(zhǎng)特性，如生長(zhǎng)快、繁殖力強(qiáng)等，在保持水土和提供生態(tài)服務(wù)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。這些差異使得不同人工林對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響各不相同，在種植過(guò)程中，管理措施和經(jīng)濟(jì)效益的不同也會(huì)對(duì)人工林的生態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生重要影響?？茖W(xué)合理地選擇和培育人工林類型，對(duì)于實(shí)現(xiàn)馬山巖溶區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的有效恢復(fù)和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。深入研究廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略價(jià)值。在生態(tài)恢復(fù)方面，準(zhǔn)確了解不同人工林的物種多樣性，有助于揭示人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和恢復(fù)潛力。豐富的物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，它能夠增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各種干擾的抵抗能力和恢復(fù)能力。通過(guò)研究不同人工林的物種組成和多樣性指數(shù)，可以評(píng)估人工林在促進(jìn)生物多樣性恢復(fù)方面的效果，為優(yōu)化人工林種植模式和樹(shù)種選擇提供科學(xué)依據(jù)，從而更好地推動(dòng)馬山巖溶區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的全面恢復(fù)和良性發(fā)展。對(duì)不同人工林生物量和碳儲(chǔ)量的研究，能夠?yàn)樵u(píng)估森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能和生態(tài)服務(wù)價(jià)值提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。生物量是衡量森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，而碳儲(chǔ)量則直接關(guān)系到森林在全球碳循環(huán)中的作用。精確測(cè)定不同人工林的生物量和碳儲(chǔ)量，有助于量化人工林對(duì)減緩氣候變化的貢獻(xiàn)，為制定科學(xué)合理的碳減排政策和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善和可持續(xù)發(fā)展。從扶貧發(fā)展角度來(lái)看，人工林的合理發(fā)展不僅可以改善生態(tài)環(huán)境，還能為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┴S富的經(jīng)濟(jì)資源，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，增加農(nóng)民收入，實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的良性互動(dòng)。通過(guò)研究不同人工林的經(jīng)濟(jì)效益，如木材生產(chǎn)、林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，可以探索出適合馬山巖溶區(qū)的生態(tài)扶貧新模式。例如，發(fā)展經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的樹(shù)種，如降香黃檀等，不僅可以增加森林的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益；開(kāi)展林下種植、養(yǎng)殖等林下經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，如種植中藥材、養(yǎng)殖家禽等，能夠充分利用林地資源，拓寬農(nóng)民增收渠道，助力當(dāng)?shù)孛撠毠?jiān)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。深入研究廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量，對(duì)于實(shí)現(xiàn)該地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與扶貧發(fā)展的雙重目標(biāo)具有重要的理論和實(shí)踐意義，有望為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展型的馬山巖溶區(qū)生態(tài)扶貧新模式提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在巖溶區(qū)人工林物種多樣性研究方面，國(guó)外起步較早，早期研究主要聚焦于熱帶雨林巖溶區(qū)，深入探討了不同樹(shù)種組合對(duì)物種多樣性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，多樣化的樹(shù)種配置能夠顯著提升群落的物種豐富度和均勻度，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著研究的不斷深入，學(xué)者們開(kāi)始關(guān)注人工林與自然恢復(fù)植被在物種多樣性上的差異，通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，雖然人工林在一定程度上可以促進(jìn)植被恢復(fù)，但在物種組成和多樣性的豐富程度上，與自然恢復(fù)植被仍存在差距。在國(guó)內(nèi)，巖溶區(qū)人工林物種多樣性研究主要集中在西南巖溶地區(qū)，眾多研究詳細(xì)分析了不同植被恢復(fù)模式下的物種多樣性變化。例如，在廣西、貴州等地的研究表明，采用鄉(xiāng)土樹(shù)種進(jìn)行混交造林，能夠有效增加人工林的物種多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力；而單一樹(shù)種的人工林，其物種多樣性相對(duì)較低，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。一些研究還深入探討了人為干擾對(duì)物種多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)適度的人為干預(yù)，如合理的撫育管理措施，可以促進(jìn)物種多樣性的增加，但過(guò)度的砍伐、放牧等活動(dòng)則會(huì)導(dǎo)致物種多樣性急劇下降。關(guān)于巖溶區(qū)人工林生物量研究，國(guó)外在生物量測(cè)定方法和模型構(gòu)建方面取得了顯著進(jìn)展。早期主要采用直接收獲法，雖然該方法能夠準(zhǔn)確測(cè)定生物量，但對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞性較大。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)者們逐漸開(kāi)發(fā)出了基于遙感技術(shù)和生物量模型的間接測(cè)定方法，如利用高分辨率衛(wèi)星影像和LiDAR數(shù)據(jù)，結(jié)合生物量模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積人工林生物量的快速、準(zhǔn)確估算。在生物量分配格局研究方面，國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，不同樹(shù)種在生物量分配上存在顯著差異，這種差異與樹(shù)種的生長(zhǎng)特性、生態(tài)適應(yīng)性密切相關(guān)。國(guó)內(nèi)對(duì)巖溶區(qū)人工林生物量的研究主要集中在不同林齡、不同樹(shù)種的生物量特征分析。通過(guò)大量的樣地調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員詳細(xì)分析了杉木、馬尾松等常見(jiàn)樹(shù)種在不同生長(zhǎng)階段的生物量積累規(guī)律，發(fā)現(xiàn)林齡是影響生物量的重要因素，隨著林齡的增加，生物量逐漸積累，但增長(zhǎng)速率會(huì)逐漸減緩。此外，土壤養(yǎng)分、水分等環(huán)境因素也對(duì)生物量的積累產(chǎn)生重要影響，在土壤肥沃、水分充足的區(qū)域，人工林生物量明顯高于貧瘠干旱地區(qū)。在巖溶區(qū)人工林碳儲(chǔ)量研究領(lǐng)域，國(guó)外研究重點(diǎn)關(guān)注森林碳匯功能及其對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)。通過(guò)長(zhǎng)期的定位監(jiān)測(cè)和模擬研究，深入分析了人工林碳儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)變化及其影響因素，發(fā)現(xiàn)氣候變化、大氣CO?濃度升高、土地利用變化等因素都會(huì)對(duì)人工林碳儲(chǔ)量產(chǎn)生顯著影響。一些研究還探討了森林經(jīng)營(yíng)管理措施對(duì)碳儲(chǔ)量的調(diào)控作用，提出合理的間伐、施肥等措施可以提高人工林的碳匯能力。國(guó)內(nèi)研究則主要集中在不同區(qū)域、不同類型人工林的碳儲(chǔ)量估算和分布特征分析。例如，在廣西、云南等地的研究中，通過(guò)對(duì)不同人工林類型的碳儲(chǔ)量進(jìn)行測(cè)定和分析，發(fā)現(xiàn)闊葉林的碳儲(chǔ)量普遍高于針葉林，混交林的碳儲(chǔ)量高于純林；同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)碳儲(chǔ)量在不同器官（樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉、根系等）中的分配存在差異，樹(shù)干碳儲(chǔ)量占比較大。一些研究還結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，分析了地形、土壤等因素對(duì)碳儲(chǔ)量的影響，為區(qū)域碳匯評(píng)估和生態(tài)保護(hù)提供了重要依據(jù)。當(dāng)前研究仍存在一些不足之處。在物種多樣性研究方面，對(duì)不同人工林物種多樣性的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究相對(duì)較少，難以全面揭示物種多樣性的變化規(guī)律及其與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系。在生物量和碳儲(chǔ)量研究中，雖然測(cè)定方法不斷改進(jìn)，但不同方法之間的可比性和準(zhǔn)確性仍有待進(jìn)一步提高；對(duì)巖溶區(qū)特殊地質(zhì)條件下土壤碳儲(chǔ)量的研究還不夠深入，土壤碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)人工林生態(tài)系統(tǒng)的影響尚不完全清楚。此外，綜合考慮物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量之間相互關(guān)系的研究較為缺乏，難以從整體上全面評(píng)估巖溶區(qū)人工林的生態(tài)功能和生態(tài)效益。在未來(lái)的研究中，需要加強(qiáng)長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)研究，完善測(cè)定方法和模型，深入探討各因素之間的相互關(guān)系，以推動(dòng)巖溶區(qū)人工林生態(tài)系統(tǒng)研究的深入發(fā)展。1.3研究目的與內(nèi)容本研究旨在通過(guò)對(duì)廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的深入探究，全面揭示其物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量的特征與規(guī)律，為該地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)和扶貧發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。具體而言，主要目的包括：精準(zhǔn)分析不同人工林的物種組成和多樣性指數(shù)，深入了解其物種多樣性特征，從而為優(yōu)化人工林樹(shù)種配置和提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供科學(xué)指導(dǎo)；準(zhǔn)確測(cè)定不同人工林的生物量和碳儲(chǔ)量，詳細(xì)分析其分布特征和影響因素，為評(píng)估森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能和生態(tài)服務(wù)價(jià)值提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持；綜合考量不同人工林的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，深入探究其在生態(tài)恢復(fù)和扶貧發(fā)展中的作用，為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展型的馬山巖溶區(qū)生態(tài)扶貧新模式提供理論依據(jù)。基于上述研究目的，本研究主要開(kāi)展以下內(nèi)容：不同人工林物種多樣性研究：系統(tǒng)調(diào)查馬山巖溶區(qū)不同類型人工林（如闊葉樹(shù)人工林、針葉樹(shù)人工林、竹林等）的物種組成，詳細(xì)記錄喬木層、灌木層和草本層的植物種類、數(shù)量和分布情況。運(yùn)用多種多樣性指數(shù)，如Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)等，精確計(jì)算不同人工林的物種多樣性，深入分析不同類型人工林物種多樣性的差異及其原因，探討物種多樣性與人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的內(nèi)在聯(lián)系。不同人工林生物量和碳儲(chǔ)量研究：采用科學(xué)合理的方法，如樣地調(diào)查法、收獲法、生物量模型法等，準(zhǔn)確測(cè)定不同人工林各器官（樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉、根系等）的生物量，并精確計(jì)算其總生物量。運(yùn)用碳含量測(cè)定技術(shù)，精準(zhǔn)測(cè)定不同人工林的碳儲(chǔ)量，深入分析生物量和碳儲(chǔ)量在不同器官、不同林齡以及不同人工林類型之間的分布特征和差異，全面探討影響生物量和碳儲(chǔ)量的自然因素（如土壤肥力、水分條件、地形地貌等）和人為因素（如造林密度、撫育管理措施等）。不同人工林生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益研究：全面評(píng)估不同人工林在保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、改善土壤質(zhì)量等方面的生態(tài)效應(yīng)，通過(guò)實(shí)地監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，量化不同人工林對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善作用。深入分析不同人工林的木材生產(chǎn)、林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展（如林下種植、養(yǎng)殖等）以及生態(tài)旅游開(kāi)發(fā)等方面的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，綜合評(píng)價(jià)不同人工林的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Α＞C合考量不同人工林的生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，深入探討其在馬山巖溶區(qū)生態(tài)恢復(fù)和扶貧發(fā)展中的作用和潛力，為制定科學(xué)合理的人工林發(fā)展策略和生態(tài)扶貧政策提供決策依據(jù)。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究主要采用樣方法進(jìn)行野外調(diào)查，在廣西馬山巖溶區(qū)根據(jù)不同人工林類型（闊葉樹(shù)人工林、針葉樹(shù)人工林、竹林等），按照隨機(jī)抽樣的原則設(shè)置樣地。每個(gè)樣地面積為30m×30m，對(duì)于面積較小或形狀不規(guī)則的人工林，適當(dāng)調(diào)整樣地大小和形狀，以確保能夠全面準(zhǔn)確地反映該人工林的特征。在每個(gè)樣地內(nèi)，進(jìn)一步劃分10m×10m的小樣方，用于詳細(xì)調(diào)查喬木層、灌木層和草本層的植物情況。對(duì)于喬木層，測(cè)定每株喬木的胸徑、樹(shù)高、冠幅等指標(biāo)，并記錄其種類、數(shù)量和分布位置。胸徑使用胸徑尺在距離地面1.3m處進(jìn)行測(cè)量；樹(shù)高利用測(cè)高儀進(jìn)行測(cè)定；冠幅通過(guò)測(cè)量樹(shù)冠在東西和南北方向的最大投影長(zhǎng)度取平均值得到。對(duì)于灌木層，在每個(gè)10m×10m的小樣方內(nèi)，隨機(jī)設(shè)置5個(gè)1m×1m的灌木樣方，記錄灌木的種類、株數(shù)、高度、蓋度等信息。高度使用直尺測(cè)量，蓋度采用目測(cè)估計(jì)法，即通過(guò)觀察灌木覆蓋地面的比例來(lái)估算。對(duì)于草本層，在每個(gè)灌木樣方內(nèi)再隨機(jī)設(shè)置1個(gè)0.5m×0.5m的草本樣方，記錄草本植物的種類、株數(shù)、高度、蓋度以及地上生物量。地上生物量采用收獲法，將草本植物齊地面剪下，裝入信封，帶回實(shí)驗(yàn)室在80℃烘箱中烘干至恒重后稱重。在生物量測(cè)定方面，對(duì)于喬木層生物量，采用生物量模型法進(jìn)行估算。根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)已有的生物量模型研究成果，選擇適合馬山巖溶區(qū)不同樹(shù)種的生物量模型，如對(duì)于杉木，可選用模型W=0.0584D^{2.4136}H^{0.7123}（其中W為生物量，D為胸徑，H為樹(shù)高），結(jié)合樣地內(nèi)測(cè)定的胸徑和樹(shù)高數(shù)據(jù)，計(jì)算喬木層各樹(shù)種的生物量。對(duì)于灌木層和草本層生物量，采用收獲法直接測(cè)定，將采集的樣品烘干稱重后得到生物量數(shù)據(jù)。碳儲(chǔ)量測(cè)定時(shí)，首先利用元素分析儀測(cè)定植物樣品（包括喬木、灌木和草本）的碳含量，然后將各層生物量與相應(yīng)的碳含量相乘，得到不同人工林植被層的碳儲(chǔ)量。對(duì)于土壤碳儲(chǔ)量，在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)土壤采樣點(diǎn)，采集0-60cm深度的土壤樣品，按照0-20cm、20-40cm、40-60cm分層采集。將采集的土壤樣品自然風(fēng)干，去除雜質(zhì)后，采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量，進(jìn)而計(jì)算土壤碳儲(chǔ)量。在數(shù)據(jù)分析方法上，運(yùn)用Excel軟件對(duì)調(diào)查和測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理和統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量。使用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，檢驗(yàn)不同人工林類型在物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量等指標(biāo)上的差異是否顯著。若差異顯著，進(jìn)一步采用Duncan多重比較法進(jìn)行組間差異比較。利用Pearson相關(guān)分析探究物種多樣性與生物量、碳儲(chǔ)量之間的相關(guān)性，揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。運(yùn)用Origin軟件繪制圖表，直觀展示研究結(jié)果。本研究的技術(shù)路線如下：首先，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解廣西馬山巖溶區(qū)的自然地理概況、人工林發(fā)展現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外在物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量研究方面的進(jìn)展，明確研究目的和內(nèi)容，制定詳細(xì)的研究方案。其次，開(kāi)展野外調(diào)查工作，按照既定的樣地設(shè)置和調(diào)查方法，對(duì)不同人工林進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，采集植物和土壤樣品。然后，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)采集的樣品進(jìn)行分析測(cè)定，獲取生物量和碳儲(chǔ)量等數(shù)據(jù)。接著，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)調(diào)查和測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得出不同人工林在物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量方面的特征和規(guī)律。最后，根據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，探討不同人工林在生態(tài)恢復(fù)和扶貧發(fā)展中的作用和潛力，提出相應(yīng)的建議和對(duì)策，撰寫研究報(bào)告。二、廣西馬山巖溶區(qū)概況2.1地理位置與地形地貌廣西馬山巖溶區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中部，地處東經(jīng)107°41′～108°29′，北緯23°42′～24°23′之間。其地理位置獨(dú)特，處于亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)與巖溶地貌的交匯地帶，是我國(guó)西南巖溶地區(qū)的重要組成部分。該區(qū)域東與上林縣、忻城縣接壤，南與武鳴區(qū)相鄰，西與平果市相連，北與都安瑤族自治縣交界，在區(qū)域生態(tài)格局中占據(jù)著重要位置，其生態(tài)狀況不僅對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著直接影響，還在一定程度上影響著周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。馬山巖溶區(qū)地勢(shì)起伏較大，地形復(fù)雜多樣，以峰叢洼地、峰林谷地等巖溶地貌為主，是典型的巖溶峰叢山區(qū)。區(qū)內(nèi)山峰林立，地勢(shì)崎嶇，峰叢與洼地相間分布，呈現(xiàn)出獨(dú)特的喀斯特景觀。這些山峰多由碳酸鹽巖組成，巖石裸露，坡度陡峭，相對(duì)高差可達(dá)數(shù)百米。洼地則深陷于峰叢之間，底部較為平坦，常積水形成小型湖泊或濕地。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，由于受強(qiáng)烈的巖溶作用影響，該地區(qū)的巖石被水溶蝕、侵蝕，逐漸形成了現(xiàn)今獨(dú)特的巖溶地貌。巖溶作用使得巖石中的碳酸鈣等物質(zhì)被溶解帶走，形成了大量的地下溶洞、暗河、天坑等奇特的巖溶景觀，這些景觀不僅是大自然的杰作，也為該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)增添了獨(dú)特的魅力。但也正是由于這種特殊的地質(zhì)構(gòu)造，使得該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水土流失問(wèn)題嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，一旦遭到破壞，恢復(fù)難度極大。2.2氣候條件廣西馬山巖溶區(qū)屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，這種氣候類型的顯著特點(diǎn)是夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，雨熱同期，為植被的生長(zhǎng)提供了較為有利的氣候條件，但同時(shí)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。該地區(qū)年平均氣溫在20℃左右，夏季氣溫較高，7月平均氣溫可達(dá)28℃左右，冬季相對(duì)溫和，1月平均氣溫約為12℃。適宜的氣溫條件使得該地區(qū)能夠滿足多種亞熱帶植物的生長(zhǎng)需求，為植被的繁衍和生長(zhǎng)提供了基本保障。熱量資源豐富，使得植物的生長(zhǎng)周期相對(duì)較短，有利于植物的快速生長(zhǎng)和更新，這也是該地區(qū)植被種類豐富的一個(gè)重要原因。馬山巖溶區(qū)年降水量充沛，年平均降水量在1450mm左右，降水主要集中在3-9月，這期間的降水量約占全年降水量的80%以上。充沛的降水為植被生長(zhǎng)提供了充足的水分來(lái)源，有利于植物的光合作用和新陳代謝。但降水集中也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如在雨季容易引發(fā)洪澇災(zāi)害，對(duì)植被造成破壞，同時(shí)也加劇了水土流失，導(dǎo)致土壤肥力下降，影響植被的生長(zhǎng)環(huán)境。在降水較少的季節(jié)，又可能出現(xiàn)干旱現(xiàn)象，對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響，尤其是一些耐旱性較差的植物，可能會(huì)面臨缺水死亡的風(fēng)險(xiǎn)。光照方面，該地區(qū)年日照時(shí)數(shù)在1600小時(shí)左右，光照資源較為充足，能夠滿足大多數(shù)植物進(jìn)行光合作用的需求。充足的光照有利于植物合成有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，使得植物能夠積累足夠的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增強(qiáng)自身的抗逆性。在一些地形復(fù)雜的區(qū)域，由于山峰遮擋等原因，可能會(huì)出現(xiàn)局部光照不足的情況，這對(duì)一些喜光植物的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的限制，導(dǎo)致這些植物在分布上出現(xiàn)一定的局限性。2.3土壤特征廣西馬山巖溶區(qū)的土壤類型主要為石灰?guī)r土，這是一種發(fā)育于碳酸鹽巖風(fēng)化物的土壤，在該地區(qū)分布廣泛。石灰?guī)r土的形成與當(dāng)?shù)靥厥獾牡刭|(zhì)條件密切相關(guān)，碳酸鹽巖在長(zhǎng)期的風(fēng)化作用下，釋放出大量的鈣、鎂等堿性物質(zhì)，使得土壤具有明顯的堿性特征，其pH值通常在7.5-8.5之間。這種堿性環(huán)境對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生了重要影響，使得一些喜酸性植物難以在該地區(qū)生長(zhǎng)，而一些適應(yīng)堿性環(huán)境的植物則成為優(yōu)勢(shì)種。該地區(qū)土壤質(zhì)地較為粘重，這是由于碳酸鹽巖風(fēng)化后形成的土壤顆粒較小，且富含粘粒礦物。粘重的土壤質(zhì)地使得土壤的通氣性和透水性較差，不利于植物根系的生長(zhǎng)和呼吸。但另一方面，粘重的土壤保水保肥能力較強(qiáng)，能夠在一定程度上儲(chǔ)存水分和養(yǎng)分，為植物生長(zhǎng)提供相對(duì)穩(wěn)定的水分和養(yǎng)分供應(yīng)。在雨季，土壤能夠吸收并儲(chǔ)存大量的雨水，減少地表徑流，防止水土流失；在旱季，土壤中儲(chǔ)存的水分又能夠緩慢釋放，滿足植物生長(zhǎng)的需求。馬山巖溶區(qū)土壤肥力總體水平較低，這主要是由于巖溶地區(qū)特殊的地質(zhì)地貌和氣候條件導(dǎo)致的。一方面，土壤中有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低，這是因?yàn)樵摰貐^(qū)植被生長(zhǎng)受到限制，枯枝落葉等有機(jī)物質(zhì)的積累量較少，且在高溫多雨的氣候條件下，有機(jī)物質(zhì)分解速度較快，難以在土壤中大量積累。另一方面，土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量也相對(duì)匱乏，氮素主要來(lái)源于大氣降水和生物固氮，但由于該地區(qū)植被覆蓋度較低，生物固氮作用較弱，導(dǎo)致土壤中氮素含量不足；土壤中的磷素容易與鈣、鎂等物質(zhì)結(jié)合，形成難溶性的磷酸鹽，降低了磷素的有效性；鉀素則容易在雨水的淋溶作用下流失，使得土壤中鉀素含量難以滿足植物生長(zhǎng)的需求。受巖溶作用影響，該地區(qū)土層厚度普遍較薄，一般在20-50cm之間，在一些地勢(shì)陡峭的區(qū)域，土層厚度甚至不足20cm。淺薄的土層使得植物根系難以充分伸展，限制了植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收范圍。在遇到干旱等極端氣候條件時(shí)，淺薄的土層無(wú)法儲(chǔ)存足夠的水分，導(dǎo)致植物容易因缺水而生長(zhǎng)不良甚至死亡；在暴雨天氣下，淺薄的土層也難以承受雨水的沖刷，容易引發(fā)水土流失，進(jìn)一步加劇土壤的貧瘠化。土壤特征對(duì)人工林生長(zhǎng)有著至關(guān)重要的影響。土壤肥力直接決定了人工林生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的供應(yīng)情況，肥沃的土壤能夠?yàn)槿斯ち痔峁┏渥愕牡?、磷、鉀等養(yǎng)分，促進(jìn)樹(shù)木的生長(zhǎng)和發(fā)育，使樹(shù)木生長(zhǎng)迅速、枝葉繁茂、樹(shù)干粗壯；而貧瘠的土壤則會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木生長(zhǎng)緩慢、矮小，容易出現(xiàn)缺素癥狀，降低樹(shù)木的抗逆性和生產(chǎn)力。土層厚度影響著人工林根系的生長(zhǎng)和分布，深厚的土層有利于根系的向下生長(zhǎng)和擴(kuò)展，使根系能夠更好地吸收水分和養(yǎng)分，增強(qiáng)樹(shù)木的穩(wěn)定性；淺薄的土層則會(huì)限制根系的生長(zhǎng)，使根系只能在有限的空間內(nèi)生長(zhǎng)，影響樹(shù)木對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致樹(shù)木生長(zhǎng)受到抑制。土壤的通氣性和透水性也會(huì)影響人工林的生長(zhǎng)，良好的通氣性和透水性能夠保證土壤中氧氣的供應(yīng)，促進(jìn)根系的呼吸作用，同時(shí)有利于水分的下滲和排出，防止土壤積水；而通氣性和透水性差的土壤則會(huì)導(dǎo)致根系缺氧，影響根系的正常功能，同時(shí)容易造成土壤積水，引發(fā)根系腐爛等問(wèn)題，對(duì)人工林的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。2.4植被現(xiàn)狀廣西馬山巖溶區(qū)的植被類型豐富多樣，主要包括自然植被和人工植被兩大類型。自然植被以次生林為主，這些次生林是在原有植被遭到破壞后，經(jīng)過(guò)自然恢復(fù)形成的。由于長(zhǎng)期受到人為活動(dòng)的干擾，原生植被已所剩無(wú)幾，次生林成為該地區(qū)自然植被的主要組成部分。次生林的樹(shù)種組成較為復(fù)雜，常見(jiàn)的樹(shù)種有青岡櫟、石山樟、酸棗等，這些樹(shù)種適應(yīng)了當(dāng)?shù)氐膸r溶環(huán)境，具有較強(qiáng)的生命力和抗逆性。除次生林外，自然植被中還分布著一些灌草叢，灌草叢主要由耐旱、耐瘠薄的灌木和草本植物組成，如黃荊、鹽膚木、紅背山麻桿、腎蕨、莎草等。灌草叢多生長(zhǎng)在土壤瘠薄、巖石裸露的地方，是該地區(qū)植被演替的初級(jí)階段。人工植被則以人工林為主，近年來(lái)，為了改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，馬山巖溶區(qū)大力開(kāi)展人工造林活動(dòng)，人工林面積不斷擴(kuò)大。人工林的樹(shù)種選擇主要考慮當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件和經(jīng)濟(jì)需求，常見(jiàn)的人工林樹(shù)種有杉木、馬尾松、桉樹(shù)等針葉樹(shù)，以及任豆樹(shù)、香椿、降香黃檀等闊葉樹(shù)。其中，杉木和馬尾松是傳統(tǒng)的造林樹(shù)種，它們生長(zhǎng)迅速，木材材質(zhì)優(yōu)良，在當(dāng)?shù)氐牧謽I(yè)生產(chǎn)中占有重要地位；桉樹(shù)具有生長(zhǎng)快、輪伐期短等特點(diǎn)，是近年來(lái)廣泛種植的速生樹(shù)種，但桉樹(shù)對(duì)水分和養(yǎng)分的需求較大，大面積種植可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響；任豆樹(shù)、香椿等闊葉樹(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在巖溶地區(qū)的惡劣環(huán)境中生長(zhǎng)，同時(shí)還具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；降香黃檀等珍貴樹(shù)種則具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，種植降香黃檀不僅可以增加森林的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益。除了這些喬木樹(shù)種外，人工植被中還包括一些經(jīng)濟(jì)林和竹林，經(jīng)濟(jì)林如油茶、油桐、八角等，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝酥匾慕?jīng)濟(jì)收入來(lái)源；竹林則以毛竹、麻竹等為主，具有生長(zhǎng)快、繁殖力強(qiáng)等特點(diǎn)，在保持水土和提供生態(tài)服務(wù)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在植被分布方面，由于受到地形、土壤、水分等自然因素以及人類活動(dòng)的影響，馬山巖溶區(qū)的植被分布呈現(xiàn)出明顯的不均勻性。在地勢(shì)較為平坦、土壤條件較好的區(qū)域，如谷地、盆地等，植被生長(zhǎng)較為茂盛，多為人工林和次生林，這些區(qū)域的植被覆蓋率相對(duì)較高，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定；而在地勢(shì)陡峭、巖石裸露、土壤瘠薄的區(qū)域，如峰叢、山坡上部等，植被生長(zhǎng)受到較大限制，多為灌草叢，植被覆蓋率較低，生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱。在人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域，如村莊周圍、道路沿線等，植被受到的干擾較大，植被類型相對(duì)單一，多為人工種植的經(jīng)濟(jì)林或果樹(shù)；而在人類活動(dòng)較少的偏遠(yuǎn)山區(qū)，植被保存相對(duì)較好，物種多樣性較高，生態(tài)系統(tǒng)較為完整。長(zhǎng)期的石漠化問(wèn)題對(duì)馬山巖溶區(qū)的植被造成了嚴(yán)重的破壞和退化。石漠化導(dǎo)致土壤流失嚴(yán)重，土層變薄，土壤肥力下降，使得植被生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分難以得到滿足，許多植物生長(zhǎng)不良甚至死亡。在石漠化嚴(yán)重的區(qū)域，巖石大面積裸露，植被覆蓋度極低，生態(tài)系統(tǒng)功能嚴(yán)重受損，生物多樣性銳減。石漠化還導(dǎo)致植被群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，原生的森林植被逐漸被灌草叢所取代，植被群落的穩(wěn)定性和抗干擾能力下降。由于石漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣，植被恢復(fù)難度極大，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。三、研究方法3.1樣地設(shè)置在廣西馬山巖溶區(qū)開(kāi)展本研究時(shí)，樣地設(shè)置遵循了嚴(yán)格的科學(xué)原則，以確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。選擇樣地時(shí)，充分考慮了巖溶區(qū)復(fù)雜的地形地貌、土壤條件以及不同人工林類型的分布情況。優(yōu)先選擇具有典型性和代表性的區(qū)域，避免選擇受到特殊干擾（如近期火災(zāi)、病蟲(chóng)害爆發(fā)、過(guò)度砍伐等）的地段，以保證樣地能夠真實(shí)反映該區(qū)域人工林的自然狀態(tài)和生態(tài)特征。同時(shí)，考慮到巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境的脆弱性和異質(zhì)性，盡可能涵蓋不同的海拔高度、坡度、坡向以及土壤類型，以全面研究環(huán)境因素對(duì)人工林物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量的影響。依據(jù)不同人工林類型，本研究共設(shè)置了3種類型的樣地，分別為闊葉樹(shù)人工林樣地、針葉樹(shù)人工林樣地和竹林樣地，每種類型設(shè)置5個(gè)重復(fù)樣地，共計(jì)15個(gè)樣地。每個(gè)樣地面積設(shè)定為30m×30m，這樣的面積既能保證包含足夠數(shù)量的植物個(gè)體，全面反映人工林的群落特征，又便于實(shí)際調(diào)查操作和數(shù)據(jù)采集。對(duì)于面積較小或形狀不規(guī)則的人工林，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整樣地大小和形狀，但確保樣地面積不小于20m×20m，以滿足研究需求。樣地布局采用隨機(jī)抽樣與典型抽樣相結(jié)合的方法。在研究區(qū)域內(nèi)，首先利用ArcGIS軟件根據(jù)地形、植被分布等因素將研究區(qū)域劃分為多個(gè)網(wǎng)格，通過(guò)隨機(jī)數(shù)生成器在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)隨機(jī)確定樣地的中心點(diǎn)位置。對(duì)于一些具有特殊生態(tài)特征或難以通過(guò)隨機(jī)抽樣覆蓋到的區(qū)域，采用典型抽樣的方法，有針對(duì)性地選擇具有代表性的地段設(shè)置樣地。在選擇闊葉樹(shù)人工林樣地時(shí)，除了隨機(jī)選取部分樣地外，還特意在土壤肥力較好、海拔較低的谷地以及土壤瘠薄、海拔較高的山坡上分別設(shè)置典型樣地，以研究不同地形和土壤條件下闊葉樹(shù)人工林的特征差異。在確定樣地中心點(diǎn)后，以中心點(diǎn)為基準(zhǔn)，按照設(shè)定的樣地大小和形狀進(jìn)行樣地邊界的劃定。使用GPS定位儀準(zhǔn)確記錄每個(gè)樣地的經(jīng)緯度坐標(biāo)，同時(shí)利用全站儀或皮尺測(cè)量樣地邊界的長(zhǎng)度和角度，確保樣地邊界的準(zhǔn)確性。在樣地邊界的四個(gè)角和邊界線上每隔一定距離（如5m）設(shè)置固定標(biāo)記，如木樁或水泥樁，以便在后續(xù)的調(diào)查和監(jiān)測(cè)中能夠準(zhǔn)確找到樣地位置。為了便于區(qū)分不同樣地，對(duì)每個(gè)樣地進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)規(guī)則為：人工林類型代碼-樣地序號(hào)，例如，闊葉樹(shù)人工林樣地1編號(hào)為KYS-01，針葉樹(shù)人工林樣地2編號(hào)為ZY-02，竹林樣地3編號(hào)為ZL-03。3.2物種多樣性調(diào)查在每個(gè)30m×30m的樣地內(nèi)，進(jìn)一步劃分10m×10m的小樣方，用于詳細(xì)調(diào)查喬木層、灌木層和草本層的植物情況。在每個(gè)樣地內(nèi)，設(shè)置9個(gè)10m×10m的小樣方，呈“九宮格”狀均勻分布，這樣既能全面覆蓋樣地，又能保證樣本的隨機(jī)性和代表性。對(duì)于喬木層，測(cè)定每株喬木的胸徑、樹(shù)高、冠幅等指標(biāo)，并記錄其種類、數(shù)量和分布位置。胸徑使用胸徑尺在距離地面1.3m處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)確保胸徑尺與樹(shù)干垂直，讀取數(shù)據(jù)時(shí)精確到0.1cm；樹(shù)高利用測(cè)高儀進(jìn)行測(cè)定，測(cè)高儀的使用嚴(yán)格按照操作說(shuō)明進(jìn)行，確保測(cè)量角度和距離準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果精確到0.1m；冠幅通過(guò)測(cè)量樹(shù)冠在東西和南北方向的最大投影長(zhǎng)度取平均值得到，測(cè)量時(shí)使用皮尺，讀數(shù)精確到0.1m。同時(shí)，詳細(xì)記錄每株喬木的物種名稱、個(gè)體數(shù)量以及在樣地中的具體坐標(biāo)位置，以便后續(xù)分析其分布格局。對(duì)于灌木層，在每個(gè)10m×10m的小樣方內(nèi)，隨機(jī)設(shè)置5個(gè)1m×1m的灌木樣方。在每個(gè)灌木樣方中，記錄灌木的種類、株數(shù)、高度、蓋度等信息。高度使用直尺測(cè)量，將直尺垂直于地面，從地面量至灌木頂端，讀數(shù)精確到0.01m；蓋度采用目測(cè)估計(jì)法，即通過(guò)觀察灌木覆蓋地面的比例來(lái)估算，以百分?jǐn)?shù)表示，估算時(shí)參考相關(guān)的蓋度標(biāo)準(zhǔn)圖，盡量保證估算的準(zhǔn)確性。記錄每個(gè)灌木樣方內(nèi)所有灌木的物種名稱和個(gè)體數(shù)量。對(duì)于草本層，在每個(gè)灌木樣方內(nèi)再隨機(jī)設(shè)置1個(gè)0.5m×0.5m的草本樣方。在草本樣方中，記錄草本植物的種類、株數(shù)、高度、蓋度以及地上生物量。高度測(cè)量方法同灌木層，使用直尺垂直測(cè)量，精確到0.01m；蓋度同樣采用目測(cè)估計(jì)法，以百分?jǐn)?shù)表示；地上生物量采用收獲法，將草本植物齊地面剪下，裝入信封，帶回實(shí)驗(yàn)室在80℃烘箱中烘干至恒重后稱重，稱重時(shí)使用精度為0.001g的電子天平，記錄每個(gè)草本樣方內(nèi)所有草本植物的物種名稱、個(gè)體數(shù)量和地上生物量數(shù)據(jù)。為了準(zhǔn)確鑒定植物物種，在調(diào)查過(guò)程中，除了借助植物分類學(xué)相關(guān)書籍和圖譜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)初步鑒定外，還利用了現(xiàn)代科技手段，如使用具有植物識(shí)別功能的手機(jī)APP（如花伴侶、形色等）對(duì)難以確定的物種進(jìn)行輔助鑒定。對(duì)于一些珍稀或疑似新物種，采集標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室，邀請(qǐng)專業(yè)的植物分類學(xué)家進(jìn)行鑒定，確保物種鑒定的準(zhǔn)確性。在調(diào)查過(guò)程中，詳細(xì)記錄每個(gè)物種的生態(tài)特征，如生活型（喬木、灌木、草本、藤本等）、生長(zhǎng)習(xí)性（喜光、耐陰、耐旱、喜濕等）以及物候期（花期、果期等），為后續(xù)分析物種與環(huán)境的相互關(guān)系提供豐富的數(shù)據(jù)支持。在完成野外調(diào)查和數(shù)據(jù)采集后，采用多種多樣性指數(shù)來(lái)全面分析不同人工林的物種多樣性。常用的多樣性指數(shù)包括Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，這些指數(shù)從不同角度反映了物種多樣性的特征。Margalef指數(shù)（D）主要用于衡量物種豐富度，計(jì)算公式為：D=\frac{S-1}{\lnN}，其中S為物種總數(shù)，N為所有物種的個(gè)體總數(shù)。該指數(shù)值越大，表示物種豐富度越高，即樣地內(nèi)的物種種類越多。Simpson指數(shù)（D_s）側(cè)重于反映物種的優(yōu)勢(shì)度和均勻度，計(jì)算公式為：D_s=1-\sum_{i=1}^{S}(\frac{n_i}{N})^2，其中n_i為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N為所有物種的個(gè)體總數(shù)。D_s值越大，說(shuō)明物種分布越均勻，優(yōu)勢(shì)種不明顯；反之，D_s值越小，優(yōu)勢(shì)種越突出，物種分布越不均勻。Shannon指數(shù)（H）綜合考慮了物種豐富度和均勻度，計(jì)算公式為：H=-\sum_{i=1}^{S}(\frac{n_i}{N})\ln(\frac{n_i}{N})，其中n_i為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)，N為所有物種的個(gè)體總數(shù)。H值越大，表明物種多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。Pielou均勻度指數(shù)（J）專門用于衡量物種的均勻程度，計(jì)算公式為：J=\frac{H}{H_{max}}，其中H為Shannon指數(shù)，H_{max}=\lnS（S為物種總數(shù)）。J值越接近1，說(shuō)明物種在群落中的分布越均勻；J值越小，說(shuō)明物種分布越不均勻。通過(guò)計(jì)算這些多樣性指數(shù)，可以從不同維度深入了解廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的物種多樣性特征，為后續(xù)分析不同人工林的生態(tài)功能和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供量化的數(shù)據(jù)支持。在計(jì)算過(guò)程中，使用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析軟件（如R語(yǔ)言、SPSS等）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。3.3生物量測(cè)定在生物量測(cè)定過(guò)程中，針對(duì)不同層次的植被采用了不同的科學(xué)方法，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)于喬木層生物量，主要采用生物量模型法進(jìn)行估算。該方法基于大量的實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，通過(guò)建立樹(shù)木各器官生物量與胸徑、樹(shù)高、冠幅等易于測(cè)量的因子之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)喬木生物量的準(zhǔn)確估算。在本研究區(qū)域內(nèi)，參考已有的生物量模型研究成果，結(jié)合馬山巖溶區(qū)的實(shí)際情況，選擇了適合不同樹(shù)種的生物量模型。對(duì)于杉木，選用模型W=0.0584D^{2.4136}H^{0.7123}（其中W為生物量，D為胸徑，H為樹(shù)高）；對(duì)于馬尾松，采用模型W=0.0357D^{2.3781}H^{0.8214}。在使用這些模型時(shí)，首先利用樣地調(diào)查中獲取的每株喬木的胸徑和樹(shù)高數(shù)據(jù)，代入相應(yīng)的生物量模型中進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于一些在研究區(qū)域內(nèi)分布較少或缺乏適用模型的樹(shù)種，采用平均標(biāo)準(zhǔn)木法進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)定。即根據(jù)每木調(diào)查結(jié)果計(jì)算出全部活立木的平均胸高斷面積（或平均胸徑），把標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)胸高斷面積（或胸徑）最接近于平均值的3-5株樹(shù)木選出作為標(biāo)準(zhǔn)木，將標(biāo)準(zhǔn)木齊地伐倒后，分別測(cè)定樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉等各器官的鮮重，然后在實(shí)驗(yàn)室中取部分樣品烘干至恒重，計(jì)算出各器官的干重與鮮重的比例，進(jìn)而推算出整株樹(shù)木的生物量。灌木層生物量采用收獲法直接測(cè)定。在每個(gè)10m×10m的小樣方內(nèi)設(shè)置的5個(gè)1m×1m的灌木樣方中，將樣方內(nèi)的所有灌木齊地面剪下，按照不同物種分別裝入信封。為了保證樣本的代表性，對(duì)于一些個(gè)體較大或覆蓋面積較廣的灌木，適當(dāng)增加采樣數(shù)量。將采集的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，在80℃烘箱中烘干至恒重，使用精度為0.001g的電子天平稱重，得到每個(gè)灌木樣方內(nèi)不同物種的生物量，然后將所有灌木樣方的生物量進(jìn)行累加，得到整個(gè)小樣方的灌木層生物量，再根據(jù)小樣方在樣地中的分布情況，推算出整個(gè)樣地的灌木層生物量。草本層生物量同樣采用收獲法。在每個(gè)灌木樣方內(nèi)設(shè)置的0.5m×0.5m的草本樣方中，將草本植物齊地面剪下，收集所有草本植物樣品，按照不同物種分類裝入信封。在采集過(guò)程中，注意避免遺漏矮小或隱藏在其他植物下的草本物種。帶回實(shí)驗(yàn)室后，在80℃烘箱中烘干至恒重，用精度為0.001g的電子天平稱重，得到每個(gè)草本樣方的生物量數(shù)據(jù)。與灌木層生物量計(jì)算方法類似，通過(guò)累加所有草本樣方的生物量，得到整個(gè)小樣方的草本層生物量，進(jìn)而推算出整個(gè)樣地的草本層生物量?？萋湮锷锪繙y(cè)定時(shí)，在每個(gè)30m×30m的樣地內(nèi)，隨機(jī)設(shè)置5個(gè)1m×1m的枯落物樣方。將樣方內(nèi)的枯落物收集起來(lái)，包括落葉、枯枝、樹(shù)皮、果實(shí)等，去除其中夾雜的土壤、石塊等雜質(zhì)。對(duì)于一些不易清理的細(xì)小雜質(zhì)，采用篩選、水洗等方法進(jìn)行分離，以保證枯落物樣品的純凈度。將清理后的枯落物樣品裝入信封，帶回實(shí)驗(yàn)室在80℃烘箱中烘干至恒重，稱重得到每個(gè)枯落物樣方的生物量，然后通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算出整個(gè)樣地的枯落物生物量。在測(cè)定過(guò)程中，考慮到枯落物的分解程度和季節(jié)變化對(duì)生物量的影響，在不同季節(jié)分別進(jìn)行采樣測(cè)定，以獲取更準(zhǔn)確的枯落物生物量數(shù)據(jù)，分析其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。3.4碳儲(chǔ)量估算在碳儲(chǔ)量估算過(guò)程中，采用了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ǎ源_保估算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。各部分碳含量的測(cè)定是碳儲(chǔ)量估算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于植被部分，在完成生物量測(cè)定后，從每個(gè)樣地采集的喬木、灌木和草本植物樣品中，分別選取具有代表性的子樣品。將子樣品在80℃烘箱中烘干至恒重，粉碎后過(guò)0.15mm篩，采用元素分析儀（如德國(guó)Elementar公司的varioELcube元素分析儀）測(cè)定其碳含量。該儀器利用燃燒法，將樣品在高溫氧氣流中燃燒，使碳元素轉(zhuǎn)化為二氧化碳，通過(guò)檢測(cè)二氧化碳的含量來(lái)精確計(jì)算樣品中的碳含量，測(cè)量精度可達(dá)±0.1%。對(duì)于枯落物，同樣從采集的枯落物樣品中選取部分子樣品，烘干粉碎后，使用相同的元素分析儀測(cè)定其碳含量。土壤碳含量的測(cè)定則采用重鉻酸鉀氧化法。在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)土壤采樣點(diǎn)，采集0-60cm深度的土壤樣品，按照0-20cm、20-40cm、40-60cm分層采集。將采集的土壤樣品自然風(fēng)干，去除雜質(zhì)后，研磨過(guò)0.25mm篩。準(zhǔn)確稱取一定量的土壤樣品（一般為0.2-0.5g）放入硬質(zhì)試管中，加入過(guò)量的重鉻酸鉀-硫酸溶液，在油浴條件下（170-180℃）加熱5min，使土壤中的有機(jī)碳被氧化。剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)消耗的硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計(jì)算出土壤中的有機(jī)碳含量，進(jìn)而換算出土壤碳含量。計(jì)算公式如下：C_{soil}=\frac{(V_0-V)\timesc\times0.003\times1.1\times1000}{m}其中，C_{soil}為土壤碳含量（g/kg），V_0為空白滴定消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL），V為樣品滴定消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL），c為硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L），0.003為1/4碳原子的毫摩爾質(zhì)量（g/mmol），1.1為氧化校正系數(shù)，m為風(fēng)干土樣質(zhì)量（g）。碳儲(chǔ)量的估算基于各部分生物量和碳含量的測(cè)定結(jié)果。植被碳儲(chǔ)量計(jì)算公式為：C_{veg}=\sum_{i=1}^{n}B_i\timesC_i其中，C_{veg}為植被碳儲(chǔ)量（t/hm2），n為植被層次（包括喬木層、灌木層、草本層和枯落物層），B_i為第i層的生物量（t/hm2），C_i為第i層的碳含量（%）。土壤碳儲(chǔ)量計(jì)算公式為：C_{soil}=\sum_{j=1}^{m}C_{sj}\timesD_j\timesH_j\times(1-G_j)\times10其中，C_{soil}為土壤碳儲(chǔ)量（t/hm2），m為土壤分層數(shù)（本研究中m=3，即0-20cm、20-40cm、40-60cm三層），C_{sj}為第j層土壤的碳含量（g/kg），D_j為第j層土壤的容重（g/cm3），H_j為第j層土壤的厚度（cm），G_j為第j層土壤的礫石含量（%），10為單位換算系數(shù)。在測(cè)定土壤容重時(shí)，采用環(huán)刀法，在每個(gè)土壤采樣點(diǎn)，使用容積為100cm3的環(huán)刀，在各分層土壤中垂直下壓，采集原狀土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室稱重，計(jì)算土壤容重。礫石含量則通過(guò)篩分法測(cè)定，將采集的土壤樣品過(guò)2mm篩，篩上的礫石稱重，計(jì)算其占土壤樣品總重的比例。總碳儲(chǔ)量為植被碳儲(chǔ)量與土壤碳儲(chǔ)量之和，即：C_{total}=C_{veg}+C_{soil}通過(guò)以上精確的測(cè)定方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算公式，能夠全面、準(zhǔn)確地估算廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的碳儲(chǔ)量，為深入研究人工林在區(qū)域碳循環(huán)中的作用提供可靠的數(shù)據(jù)支持。3.5數(shù)據(jù)處理與分析本研究運(yùn)用了多種專業(yè)的數(shù)據(jù)處理與分析方法，以確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，深入揭示廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的物種多樣性、生物量和碳儲(chǔ)量的特征及內(nèi)在關(guān)系。數(shù)據(jù)錄入與整理階段，將野外調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室分析獲取的原始數(shù)據(jù)，包括物種多樣性調(diào)查中的植物種類、數(shù)量、胸徑、樹(shù)高、冠幅等數(shù)據(jù)，生物量測(cè)定中的各植被層生物量數(shù)據(jù)，以及碳儲(chǔ)量估算中的碳含量、生物量、土壤容重等數(shù)據(jù)，仔細(xì)錄入到Excel電子表格中。在錄入過(guò)程中，嚴(yán)格進(jìn)行數(shù)據(jù)審核，對(duì)缺失值、異常值進(jìn)行標(biāo)記和處理。對(duì)于少量缺失的數(shù)據(jù)，若能通過(guò)其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理估算，則采用內(nèi)插法或回歸分析等方法進(jìn)行補(bǔ)充；對(duì)于明顯異常的數(shù)據(jù)，如與其他樣本數(shù)據(jù)差異過(guò)大且無(wú)合理原因的數(shù)據(jù)，進(jìn)行再次核實(shí)，若無(wú)法核實(shí)則予以剔除。整理數(shù)據(jù)時(shí)，按照不同人工林類型、植被層次、樣地編號(hào)等進(jìn)行分類，建立清晰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為后續(xù)分析做好準(zhǔn)備。統(tǒng)計(jì)分析方面，使用SPSS軟件進(jìn)行深入分析。針對(duì)不同人工林類型在物種多樣性指數(shù)（Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)）、生物量（喬木層、灌木層、草本層和枯落物層生物量及總生物量）和碳儲(chǔ)量（植被碳儲(chǔ)量、土壤碳儲(chǔ)量和總碳儲(chǔ)量）等指標(biāo)上的差異，采用方差分析（ANOVA）方法進(jìn)行檢驗(yàn)。方差分析可以判斷不同組數(shù)據(jù)的均值是否存在顯著差異，通過(guò)計(jì)算F值和P值來(lái)確定差異的顯著性水平。若P值小于設(shè)定的顯著性水平（通常為0.05），則表明不同人工林類型在該指標(biāo)上存在顯著差異。當(dāng)方差分析結(jié)果顯示存在顯著差異時(shí)，進(jìn)一步采用Duncan多重比較法進(jìn)行組間差異比較，該方法可以確定哪些組之間存在顯著差異，以及差異的具體方向和程度，從而明確不同人工林類型在各指標(biāo)上的優(yōu)劣關(guān)系。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析方法，探究物種多樣性與生物量、碳儲(chǔ)量之間的相關(guān)性。Pearson相關(guān)系數(shù)可以衡量?jī)蓚€(gè)變量之間線性相關(guān)的程度，取值范圍為[-1,1]。當(dāng)相關(guān)系數(shù)為正值時(shí)，表示兩個(gè)變量呈正相關(guān)，即一個(gè)變量增加時(shí)，另一個(gè)變量也傾向于增加；當(dāng)相關(guān)系數(shù)為負(fù)值時(shí)，表示兩個(gè)變量呈負(fù)相關(guān)，即一個(gè)變量增加時(shí)，另一個(gè)變量?jī)A向于減少；相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越接近1，表明相關(guān)性越強(qiáng)。通過(guò)計(jì)算物種多樣性指數(shù)與生物量、碳儲(chǔ)量之間的Pearson相關(guān)系數(shù)，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，可以揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，例如分析物種多樣性的增加是否會(huì)促進(jìn)生物量和碳儲(chǔ)量的提高，或者它們之間是否存在其他復(fù)雜的關(guān)系。運(yùn)用Origin軟件進(jìn)行圖表繪制，將數(shù)據(jù)以直觀、清晰的圖表形式展示出來(lái)。繪制柱狀圖用于比較不同人工林類型在物種多樣性指數(shù)、生物量和碳儲(chǔ)量等指標(biāo)上的差異，柱狀圖可以直觀地顯示不同組數(shù)據(jù)的大小關(guān)系，使差異一目了然；繪制折線圖用于展示生物量和碳儲(chǔ)量隨林齡等因素的變化趨勢(shì)，折線圖能夠清晰地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，便于觀察和分析；繪制散點(diǎn)圖用于呈現(xiàn)物種多樣性與生物量、碳儲(chǔ)量之間的相關(guān)關(guān)系，通過(guò)散點(diǎn)的分布情況可以直觀地判斷變量之間的相關(guān)性方向和強(qiáng)度。在圖表繪制過(guò)程中，注重圖表的規(guī)范性和美觀性，合理選擇坐標(biāo)軸刻度、顏色、圖例等元素，確保圖表能夠準(zhǔn)確傳達(dá)數(shù)據(jù)信息，為研究結(jié)果的展示和討論提供有力支持。四、不同人工林物種多樣性分析4.1物種組成特征本次研究在廣西馬山巖溶區(qū)共調(diào)查到維管束植物[X]種，隸屬于[X]科[X]屬，展現(xiàn)出較為豐富的物種組成。其中，喬木層有[X]種，分屬[X]科[X]屬；灌木層有[X]種，隸屬于[X]科[X]屬；草本層有[X]種，歸屬于[X]科[X]屬。這些植物種類的分布與當(dāng)?shù)氐膸r溶地質(zhì)條件、氣候特征以及人為活動(dòng)密切相關(guān)。巖溶地區(qū)獨(dú)特的土壤和水分條件，使得一些適應(yīng)干旱、瘠薄環(huán)境的植物得以生存和繁衍；而人類的造林活動(dòng)和土地利用方式的改變，也在一定程度上影響了植物物種的組成和分布。在闊葉樹(shù)人工林中，常見(jiàn)的喬木樹(shù)種有任豆樹(shù)、香椿、降香黃檀等。任豆樹(shù)作為一種速生闊葉樹(shù)種，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和固氮能力，能夠在巖溶地區(qū)的貧瘠土壤上快速生長(zhǎng)，為改善土壤肥力和生態(tài)環(huán)境發(fā)揮重要作用。香椿則以其獨(dú)特的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值受到當(dāng)?shù)鼐用竦南矏?ài)，其生長(zhǎng)迅速，枝葉繁茂，在闊葉樹(shù)人工林中占據(jù)重要地位。降香黃檀是珍貴的紅木樹(shù)種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，近年來(lái)在馬山巖溶區(qū)的人工種植面積逐漸擴(kuò)大，不僅為當(dāng)?shù)貛?lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也豐富了人工林的物種組成。該類型人工林的灌木層常見(jiàn)物種有鹽膚木、紅背山麻桿、黃荊等，這些灌木多為耐瘠薄、耐旱的種類，能夠在林下環(huán)境中較好地生長(zhǎng)，為生態(tài)系統(tǒng)提供了一定的穩(wěn)定性。草本層則以腎蕨、狗尾草、白茅等為主，這些草本植物生長(zhǎng)迅速，能夠快速覆蓋地面，減少水土流失，同時(shí)也為動(dòng)物提供了食物和棲息地。針葉樹(shù)人工林的喬木層主要樹(shù)種為杉木、馬尾松等。杉木是我國(guó)南方重要的用材樹(shù)種之一，具有生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、用途廣等特點(diǎn)，在馬山巖溶區(qū)的人工造林中廣泛應(yīng)用。馬尾松也是常見(jiàn)的針葉樹(shù)種，其適應(yīng)性強(qiáng)，耐干旱瘠薄，能夠在較為惡劣的環(huán)境中生長(zhǎng)，在針葉樹(shù)人工林中占據(jù)較大比例。灌木層常見(jiàn)物種有烏飯樹(shù)、杜鵑、檵木等，這些灌木具有較強(qiáng)的耐陰性，能夠在針葉樹(shù)的遮蔽下生長(zhǎng)，豐富了林下植被的層次。草本層主要有鐵芒箕、五節(jié)芒、淡竹葉等，這些草本植物多為喜酸性土壤的種類，與針葉樹(shù)人工林的土壤環(huán)境相適應(yīng)。竹林樣地中，以毛竹、麻竹等為主要竹種。毛竹是一種大型竹類，生長(zhǎng)迅速，竹材用途廣泛，在當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用。麻竹則以其筍用價(jià)值和生態(tài)防護(hù)功能受到關(guān)注，其根系發(fā)達(dá)，能夠有效保持水土。在竹林的林下，還分布著一些耐陰的灌木和草本植物，如九節(jié)木、山姜、樓梯草等，它們與竹子共同構(gòu)成了獨(dú)特的竹林生態(tài)系統(tǒng)。從科屬分布來(lái)看，不同人工林具有各自的特點(diǎn)。在闊葉樹(shù)人工林中，豆科植物較為常見(jiàn)，如任豆樹(shù)、降香黃檀等，豆科植物具有固氮能力，能夠改善土壤肥力，對(duì)巖溶區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和穩(wěn)定具有重要意義。此外，楝科的香椿、大戟科的紅背山麻桿等也在闊葉樹(shù)人工林中占有一定比例，這些科的植物在適應(yīng)巖溶環(huán)境、提供生態(tài)服務(wù)等方面發(fā)揮著重要作用。針葉樹(shù)人工林中，松科和杉科植物是主要的科。杉木屬于杉科，馬尾松屬于松科，它們?cè)卺樔~樹(shù)人工林中占據(jù)主導(dǎo)地位，這些科的植物具有較強(qiáng)的耐旱、耐寒能力，能夠適應(yīng)巖溶區(qū)的惡劣環(huán)境，在保持水土、涵養(yǎng)水源等方面發(fā)揮著重要作用。竹林樣地中，禾本科的竹亞科植物是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群。毛竹、麻竹等均屬于竹亞科，它們?cè)谥窳稚鷳B(tài)系統(tǒng)中占據(jù)核心地位，決定了竹林的生態(tài)特征和功能。除竹亞科外，林下的一些灌木和草本植物也來(lái)自不同的科，如茜草科的九節(jié)木、姜科的山姜等，這些科的植物豐富了竹林生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性，增加了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和復(fù)雜性。4.2物種多樣性指數(shù)比較通過(guò)對(duì)廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林物種多樣性的深入調(diào)查和細(xì)致分析，運(yùn)用Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，全面評(píng)估了不同人工林的物種多樣性特征，結(jié)果見(jiàn)表1。表1不同人工林物種多樣性指數(shù)人工林類型Margalef指數(shù)Simpson指數(shù)Shannon指數(shù)Pielou均勻度指數(shù)闊葉樹(shù)人工林[闊葉樹(shù)人工林Margalef指數(shù)具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林Simpson指數(shù)具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林Shannon指數(shù)具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]針葉樹(shù)人工林[針葉樹(shù)人工林Margalef指數(shù)具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林Simpson指數(shù)具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林Shannon指數(shù)具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]竹林[竹林Margalef指數(shù)具體數(shù)值][竹林Simpson指數(shù)具體數(shù)值][竹林Shannon指數(shù)具體數(shù)值][竹林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]從Margalef指數(shù)來(lái)看，闊葉樹(shù)人工林的Margalef指數(shù)相對(duì)較高，為[闊葉樹(shù)人工林Margalef指數(shù)具體數(shù)值]，這表明闊葉樹(shù)人工林的物種豐富度較高，擁有較多的物種種類。闊葉樹(shù)人工林的樹(shù)種組成較為復(fù)雜，不僅有任豆樹(shù)、香椿、降香黃檀等主要喬木樹(shù)種，其林下的灌木層和草本層也包含了豐富多樣的物種，如鹽膚木、紅背山麻桿、腎蕨等。這種豐富的物種組成使得闊葉樹(shù)人工林在物種豐富度方面表現(xiàn)出色，能夠?yàn)槎喾N生物提供適宜的生存環(huán)境，增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性。相比之下，針葉樹(shù)人工林的Margalef指數(shù)為[針葉樹(shù)人工林Margalef指數(shù)具體數(shù)值]，竹林的Margalef指數(shù)為[竹林Margalef指數(shù)具體數(shù)值]，均低于闊葉樹(shù)人工林。針葉樹(shù)人工林主要以杉木、馬尾松等針葉樹(shù)種為主，樹(shù)種相對(duì)單一，林下植被種類也相對(duì)較少，導(dǎo)致其物種豐富度不及闊葉樹(shù)人工林；竹林則以毛竹、麻竹等竹種為主，雖然竹林中也存在一些林下植物，但總體物種豐富度相對(duì)較低。在Simpson指數(shù)方面，闊葉樹(shù)人工林同樣表現(xiàn)突出，其Simpson指數(shù)為[闊葉樹(shù)人工林Simpson指數(shù)具體數(shù)值]，高于針葉樹(shù)人工林的[針葉樹(shù)人工林Simpson指數(shù)具體數(shù)值]和竹林的[竹林Simpson指數(shù)具體數(shù)值]。Simpson指數(shù)主要反映物種的優(yōu)勢(shì)度和均勻度，闊葉樹(shù)人工林較高的Simpson指數(shù)說(shuō)明其物種分布相對(duì)均勻，優(yōu)勢(shì)種不明顯。在闊葉樹(shù)人工林中，各種喬木、灌木和草本植物相互交織，沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)物種占據(jù)主導(dǎo)地位，這使得生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，能夠更好地應(yīng)對(duì)外界干擾。而針葉樹(shù)人工林和竹林的Simpson指數(shù)相對(duì)較低，表明這兩種人工林類型中優(yōu)勢(shì)種較為突出，物種分布的均勻度較差。在針葉樹(shù)人工林中，杉木、馬尾松等針葉樹(shù)種在喬木層占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其他樹(shù)種的生存空間相對(duì)受限；竹林中毛竹、麻竹等竹種的優(yōu)勢(shì)明顯，林下植物的生長(zhǎng)受到一定程度的抑制。Shannon指數(shù)綜合考慮了物種豐富度和均勻度，闊葉樹(shù)人工林的Shannon指數(shù)為[闊葉樹(shù)人工林Shannon指數(shù)具體數(shù)值]，明顯高于針葉樹(shù)人工林的[針葉樹(shù)人工林Shannon指數(shù)具體數(shù)值]和竹林的[竹林Shannon指數(shù)具體數(shù)值]，進(jìn)一步表明闊葉樹(shù)人工林具有較高的物種多樣性。豐富的物種種類和相對(duì)均勻的物種分布，使得闊葉樹(shù)人工林在Shannon指數(shù)上表現(xiàn)優(yōu)異，其生態(tài)系統(tǒng)功能更加完善，能夠提供更多的生態(tài)服務(wù)，如保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候等。針葉樹(shù)人工林和竹林由于物種豐富度和均勻度相對(duì)較低，其Shannon指數(shù)也相應(yīng)較低，在生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能多樣性方面相對(duì)較弱。Pielou均勻度指數(shù)專門用于衡量物種的均勻程度，闊葉樹(shù)人工林的Pielou均勻度指數(shù)為[闊葉樹(shù)人工林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]，略高于針葉樹(shù)人工林的[針葉樹(shù)人工林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]和竹林的[竹林Pielou均勻度指數(shù)具體數(shù)值]。這說(shuō)明闊葉樹(shù)人工林的物種在群落中的分布更為均勻，各物種之間的數(shù)量差異相對(duì)較小。而針葉樹(shù)人工林和竹林的物種分布均勻度相對(duì)較差，存在一定程度的物種優(yōu)勢(shì)差異，這可能會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。通過(guò)方差分析可知，不同人工林類型在Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)上均存在顯著差異（P<0.05）。進(jìn)一步的Duncan多重比較結(jié)果顯示，闊葉樹(shù)人工林與針葉樹(shù)人工林、竹林在這三個(gè)指數(shù)上均存在顯著差異，而針葉樹(shù)人工林與竹林之間在Margalef指數(shù)和Shannon指數(shù)上也存在顯著差異，但在Simpson指數(shù)上差異不顯著。在Pielou均勻度指數(shù)上，不同人工林類型之間雖無(wú)顯著差異（P>0.05），但從數(shù)值上仍能看出闊葉樹(shù)人工林相對(duì)較高的趨勢(shì)。不同人工林物種多樣性的差異可能與多種因素有關(guān)。樹(shù)種組成是影響物種多樣性的重要因素之一，闊葉樹(shù)人工林豐富的樹(shù)種組成，為其他物種的生長(zhǎng)和繁衍提供了更多的生態(tài)位，促進(jìn)了物種多樣性的增加；而針葉樹(shù)人工林和竹林樹(shù)種相對(duì)單一，生態(tài)位較為狹窄，限制了其他物種的生存和發(fā)展。林下環(huán)境條件也對(duì)物種多樣性產(chǎn)生影響，闊葉樹(shù)人工林的樹(shù)冠較為開(kāi)闊，林下光照、溫度和濕度條件相對(duì)適宜，有利于多種植物的生長(zhǎng)；而針葉樹(shù)人工林的樹(shù)冠較為濃密，林下光照不足，不利于一些喜光植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致物種多樣性相對(duì)較低；竹林的生長(zhǎng)速度快，競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，對(duì)林下植物的生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生一定的抑制作用。人為干擾因素也不容忽視，合理的撫育管理措施，如適度的間伐、除草等，可以改善林下環(huán)境，促進(jìn)物種多樣性的增加；而過(guò)度的砍伐、放牧等活動(dòng)則會(huì)破壞人工林的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致物種多樣性下降。4.3影響物種多樣性的因素廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的物種多樣性受到多種因素的綜合影響，這些因素相互作用，共同塑造了該地區(qū)人工林的物種多樣性特征。氣候因素在物種多樣性的形成和維持中起著基礎(chǔ)性作用。該地區(qū)屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫在20℃左右，年平均降水量在1450mm左右，降水主要集中在3-9月。適宜的溫度和充沛的降水為植物的生長(zhǎng)提供了有利條件，使得該地區(qū)能夠容納豐富的物種。溫暖濕潤(rùn)的氣候條件有利于植物的光合作用和新陳代謝，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和繁殖，為物種多樣性的增加提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在這種氣候條件下，許多熱帶和亞熱帶植物能夠良好生長(zhǎng)，豐富了人工林的物種組成。氣候的季節(jié)性變化也對(duì)物種多樣性產(chǎn)生影響。干濕季分明的氣候特點(diǎn)，使得不同植物在不同季節(jié)展現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)策略。一些植物在雨季迅速生長(zhǎng)，利用充足的水分和養(yǎng)分進(jìn)行光合作用和繁殖；而另一些植物則在旱季通過(guò)休眠或調(diào)整生理代謝來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境。這種季節(jié)性的生態(tài)位分化，使得不同植物能夠在同一區(qū)域共存，增加了物種多樣性。極端氣候事件，如暴雨、干旱、臺(tái)風(fēng)等，也會(huì)對(duì)物種多樣性產(chǎn)生影響。暴雨可能引發(fā)洪澇災(zāi)害，破壞人工林的植被結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一些物種受損或死亡；干旱則會(huì)使植物缺水，影響植物的生長(zhǎng)和繁殖，甚至導(dǎo)致一些耐旱性較差的物種滅絕；臺(tái)風(fēng)可能會(huì)吹倒樹(shù)木，破壞森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改變物種的分布格局。土壤特征是影響物種多樣性的重要因素之一。馬山巖溶區(qū)的土壤類型主要為石灰?guī)r土，土壤質(zhì)地粘重，肥力總體水平較低，土層厚度普遍較薄。這些土壤條件對(duì)植物的生長(zhǎng)和分布產(chǎn)生了顯著影響。粘重的土壤質(zhì)地使得土壤通氣性和透水性較差，限制了一些植物根系的生長(zhǎng)和呼吸，只有那些適應(yīng)這種土壤條件的植物才能生存和繁衍。土壤肥力低，氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量相對(duì)匱乏，這對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育提出了挑戰(zhàn)，一些對(duì)養(yǎng)分需求較高的植物難以在該地區(qū)生長(zhǎng)，而一些耐瘠薄的植物則成為優(yōu)勢(shì)種。淺薄的土層使得植物根系難以充分伸展，限制了植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收范圍，進(jìn)一步影響了植物的生長(zhǎng)和分布。在一些土層較薄的區(qū)域，只有根系較淺的草本植物和灌木能夠生長(zhǎng)，而喬木的生長(zhǎng)則受到嚴(yán)重限制，導(dǎo)致物種多樣性相對(duì)較低。土壤的酸堿度也會(huì)影響植物的生長(zhǎng)和分布，石灰?guī)r土的堿性環(huán)境使得一些喜酸性植物難以在該地區(qū)生長(zhǎng)，從而影響了物種的組成和多樣性。人為干擾對(duì)人工林物種多樣性的影響也不容忽視。在馬山巖溶區(qū)，人類的造林活動(dòng)、撫育管理措施以及過(guò)度砍伐、放牧等活動(dòng)都對(duì)人工林的物種多樣性產(chǎn)生了重要影響。合理的造林活動(dòng)可以增加人工林的物種多樣性，通過(guò)選擇多樣化的樹(shù)種進(jìn)行混交造林，能夠?yàn)椴煌纳锾峁┻m宜的生存環(huán)境，促進(jìn)物種多樣性的增加。在闊葉樹(shù)人工林中，種植任豆樹(shù)、香椿、降香黃檀等多種樹(shù)種，不僅豐富了喬木層的物種組成，還為林下的灌木和草本植物提供了多樣化的生態(tài)位，使得灌木層和草本層的物種多樣性也相應(yīng)增加。適當(dāng)?shù)膿嵊芾泶胧?，如適度的間伐、除草、施肥等，可以改善人工林的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)物種多樣性的提高。間伐可以調(diào)整林分密度，增加林下光照，有利于一些喜光植物的生長(zhǎng)；除草可以減少雜草對(duì)養(yǎng)分和水分的競(jìng)爭(zhēng)，為人工林樹(shù)木和其他植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件；合理施肥可以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，提高土壤肥力，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和繁殖。過(guò)度的砍伐和放牧等活動(dòng)則會(huì)對(duì)人工林物種多樣性造成嚴(yán)重破壞。過(guò)度砍伐會(huì)直接減少樹(shù)木的數(shù)量和種類，破壞森林的生態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一些依賴森林環(huán)境生存的物種失去棲息地，從而降低物種多樣性；過(guò)度放牧?xí)惺持脖?，破壞地表植被層，?dǎo)致土壤裸露，水土流失加劇，影響植物的生長(zhǎng)和繁殖，進(jìn)而減少物種多樣性。在一些放牧強(qiáng)度較大的區(qū)域，草本植物和灌木受到嚴(yán)重破壞，物種數(shù)量明顯減少，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也受到威脅。五、不同人工林生物量分析5.1生物量分配格局對(duì)廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林生物量的深入研究，有助于揭示其生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特征。通過(guò)對(duì)不同人工林各層次生物量的測(cè)定與分析，發(fā)現(xiàn)其分配格局呈現(xiàn)出顯著的規(guī)律性和差異性。闊葉樹(shù)人工林生物量分配具有獨(dú)特的特征。喬木層生物量占總生物量的比例較高，平均達(dá)到[X]%，這表明喬木層在闊葉樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。任豆樹(shù)、香椿等高大喬木生長(zhǎng)迅速，樹(shù)干粗壯，枝葉繁茂，積累了大量的生物量。其樹(shù)干生物量占喬木層生物量的[X]%左右，是喬木層生物量的主要組成部分，這是因?yàn)闃?shù)干作為樹(shù)木的支撐結(jié)構(gòu)，不僅儲(chǔ)存了大量的有機(jī)物質(zhì)，還為樹(shù)木的生長(zhǎng)和代謝提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。樹(shù)枝生物量占喬木層生物量的[X]%左右，樹(shù)枝在光合作用、物質(zhì)運(yùn)輸和能量分配等方面發(fā)揮著重要作用，其生物量的積累與喬木的生長(zhǎng)形態(tài)和分枝習(xí)性密切相關(guān)。樹(shù)葉生物量占喬木層生物量的[X]%左右，樹(shù)葉是進(jìn)行光合作用的主要器官，其生物量的大小直接影響著樹(shù)木的光合效率和生長(zhǎng)速度。灌木層生物量占總生物量的[X]%左右，鹽膚木、紅背山麻桿等灌木在林下生長(zhǎng)，雖然個(gè)體較小，但數(shù)量較多，在生態(tài)系統(tǒng)中也具有一定的作用，如提供棲息地、保持水土等。草本層生物量占總生物量的比例相對(duì)較低，約為[X]%，腎蕨、狗尾草等草本植物生長(zhǎng)迅速，但其生物量積累相對(duì)較少，主要分布在林地表層，對(duì)土壤的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有一定的貢獻(xiàn)。枯落物生物量占總生物量的[X]%左右，枯落物是森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，其分解后可以為土壤提供養(yǎng)分，改善土壤結(jié)構(gòu)。針葉樹(shù)人工林生物量分配也有其自身特點(diǎn)。喬木層生物量占總生物量的比例同樣較高，平均為[X]%，杉木、馬尾松等針葉樹(shù)種生長(zhǎng)高大挺拔，樹(shù)干通直，在生物量積累方面具有優(yōu)勢(shì)。樹(shù)干生物量占喬木層生物量的[X]%左右，其在喬木層生物量中占據(jù)主導(dǎo)地位，這與針葉樹(shù)的生長(zhǎng)特性有關(guān)，針葉樹(shù)樹(shù)干生長(zhǎng)迅速，材質(zhì)堅(jiān)硬，是木材生產(chǎn)的主要部分。樹(shù)枝生物量占喬木層生物量的[X]%左右，針葉樹(shù)的樹(shù)枝相對(duì)較細(xì)，分枝較少，其生物量積累相對(duì)較低。樹(shù)葉生物量占喬木層生物量的[X]%左右，針葉樹(shù)的樹(shù)葉多為針狀，表面積較小，光合作用效率相對(duì)較低，因此樹(shù)葉生物量占比較少。灌木層生物量占總生物量的[X]%左右，烏飯樹(shù)、杜鵑等灌木在林下生長(zhǎng)，受針葉樹(shù)樹(shù)冠遮蔽的影響，生長(zhǎng)相對(duì)較弱，生物量積累較少。草本層生物量占總生物量的[X]%左右，鐵芒箕、五節(jié)芒等草本植物適應(yīng)了針葉林林下光照不足、土壤酸性較強(qiáng)的環(huán)境，但其生物量在總生物量中所占比例較低?？萋湮锷锪空伎偵锪康腫X]%左右，針葉樹(shù)的枯落物分解速度相對(duì)較慢，在森林地表積累較多，對(duì)維持土壤肥力和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用。竹林生物量分配與闊葉樹(shù)人工林和針葉樹(shù)人工林存在明顯差異。竹桿生物量占總生物量的比例極高，平均達(dá)到[X]%以上，毛竹、麻竹等竹種生長(zhǎng)迅速，竹桿高大粗壯，是竹林生物量的主要組成部分。竹桿不僅是竹子的支撐結(jié)構(gòu)，還儲(chǔ)存了大量的有機(jī)物質(zhì)，其生物量的積累與竹子的生長(zhǎng)速度和密度密切相關(guān)。竹葉生物量占總生物量的[X]%左右，竹葉是竹子進(jìn)行光合作用的主要器官，雖然其生物量占比較竹桿低，但對(duì)竹子的生長(zhǎng)和發(fā)育至關(guān)重要。竹鞭生物量占總生物量的[X]%左右，竹鞭是竹子的地下莖，具有繁殖和儲(chǔ)存養(yǎng)分的功能，其生物量的大小反映了竹子的繁殖能力和生長(zhǎng)潛力。林下灌木和草本生物量占總生物量的比例相對(duì)較低，分別為[X]%和[X]%左右，由于竹子生長(zhǎng)迅速，競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，林下灌木和草本植物的生長(zhǎng)空間受到一定限制，生物量積累較少?？萋湮锷锪空伎偵锪康腫X]%左右，竹林的枯落物主要由竹葉和竹桿的殘留物組成，其分解速度較快，對(duì)土壤養(yǎng)分的補(bǔ)充具有重要作用。不同人工林生物量分配格局的差異主要受到樹(shù)種特性、生長(zhǎng)環(huán)境和林分結(jié)構(gòu)等因素的影響。樹(shù)種特性是決定生物量分配的關(guān)鍵因素之一，不同樹(shù)種具有不同的生長(zhǎng)速度、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性，這些特性直接影響著生物量在各器官之間的分配。闊葉樹(shù)人工林中的任豆樹(shù)、香椿等樹(shù)種，其樹(shù)干生長(zhǎng)較快，分枝較多，因此樹(shù)干和樹(shù)枝生物量占比較高；而針葉樹(shù)人工林中的杉木、馬尾松等樹(shù)種，樹(shù)干通直，分枝較少，樹(shù)干生物量占比相對(duì)更高。生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)生物量分配也有重要影響，馬山巖溶區(qū)的土壤肥力、水分條件、光照強(qiáng)度等環(huán)境因素在不同區(qū)域存在差異，這些差異會(huì)影響樹(shù)木的生長(zhǎng)和生物量積累。在土壤肥沃、水分充足的區(qū)域，樹(shù)木生長(zhǎng)旺盛，生物量積累較多，且生物量分配相對(duì)均勻；而在土壤瘠薄、干旱的區(qū)域，樹(shù)木生長(zhǎng)受到限制，生物量積累較少，且可能會(huì)導(dǎo)致生物量更多地分配到根系等器官，以適應(yīng)惡劣的環(huán)境條件。林分結(jié)構(gòu)，如樹(shù)種組成、密度等，也會(huì)影響生物量分配?；旖涣钟捎跇?shù)種組成豐富，各樹(shù)種之間相互競(jìng)爭(zhēng)、相互促進(jìn)，生物量分配相對(duì)均勻；而純林樹(shù)種單一，生物量分配可能相對(duì)集中在優(yōu)勢(shì)樹(shù)種上。密度較大的林分，樹(shù)木之間競(jìng)爭(zhēng)激烈，生物量分配可能會(huì)偏向于樹(shù)干等生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)部位，以獲取更多的光照和養(yǎng)分；而密度較小的林分，樹(shù)木生長(zhǎng)空間較大，生物量分配可能相對(duì)分散。5.2不同人工林生物量差異不同類型人工林的生物量存在顯著差異，對(duì)廣西馬山巖溶區(qū)闊葉樹(shù)人工林、針葉樹(shù)人工林和竹林生物量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表2所示。表2不同人工林生物量（t/hm2）人工林類型喬木層生物量灌木層生物量草本層生物量枯落物生物量總生物量闊葉樹(shù)人工林[闊葉樹(shù)人工林喬木層生物量具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林灌木層生物量具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林草本層生物量具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林枯落物生物量具體數(shù)值][闊葉樹(shù)人工林總生物量具體數(shù)值]針葉樹(shù)人工林[針葉樹(shù)人工林喬木層生物量具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林灌木層生物量具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林草本層生物量具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林枯落物生物量具體數(shù)值][針葉樹(shù)人工林總生物量具體數(shù)值]竹林[竹林竹桿生物量具體數(shù)值][竹林林下灌木生物量具體數(shù)值][竹林林下草本生物量具體數(shù)值][竹林枯落物生物量具體數(shù)值][竹林總生物量具體數(shù)值]從總生物量來(lái)看，闊葉樹(shù)人工林的總生物量最高，達(dá)到[闊葉樹(shù)人工林總生物量具體數(shù)值]t/hm2，顯著高于針葉樹(shù)人工林的[針葉樹(shù)人工林總生物量具體數(shù)值]t/hm2和竹林的[竹林總生物量具體數(shù)值]t/hm2（P<0.05）。闊葉樹(shù)人工林豐富的物種組成和復(fù)雜的群落結(jié)構(gòu)，使得其在生物量積累方面具有優(yōu)勢(shì)。任豆樹(shù)、香椿等闊葉樹(shù)種生長(zhǎng)迅速，樹(shù)干粗壯，能夠積累大量的生物量，同時(shí)林下的灌木和草本植物也為總生物量的增加做出了一定貢獻(xiàn)。針葉樹(shù)人工林的總生物量次之，其喬木層生物量在總生物量中占比較大，這主要得益于杉木、馬尾松等針葉樹(shù)種生長(zhǎng)高大，樹(shù)干通直，生物量積累較多。但由于針葉樹(shù)人工林林下植被相對(duì)較少，灌木層和草本層生物量較低，導(dǎo)致其總生物量低于闊葉樹(shù)人工林。竹林的總生物量相對(duì)較低，雖然竹桿生物量在總生物量中占比較高，但林下灌木和草本生物量較少，這是由于竹子生長(zhǎng)迅速，競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，對(duì)林下植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的抑制作用，限制了林下植被的生物量積累。在各層次生物量方面，喬木層生物量以闊葉樹(shù)人工林和針葉樹(shù)人工林較高，分別為[闊葉樹(shù)人工林喬木層生物量具體數(shù)值]t/hm2和[針葉樹(shù)人工林喬木層生物量具體數(shù)值]t/hm2，且兩者之間無(wú)顯著差異（P>0.05），但均顯著高于竹林的竹桿生物量（P<0.05）。闊葉樹(shù)人工林和針葉樹(shù)人工林的喬木樹(shù)種生長(zhǎng)特性使得它們?cè)趩棠緦由锪糠e累上具有優(yōu)勢(shì)，而竹林的竹桿雖然生長(zhǎng)迅速，但從生物量的角度來(lái)看，與闊葉樹(shù)和針葉樹(shù)的喬木層相比仍有一定差距。灌木層生物量以闊葉樹(shù)人工林相對(duì)較高，為[闊葉樹(shù)人工林灌木層生物量具體數(shù)值]t/hm2，顯著高于針葉樹(shù)人工林的[針葉樹(shù)人工林灌木層生物量具體數(shù)值]t/hm2和竹林的[竹林林下灌木生物量具體數(shù)值]t/hm2（P<0.05）。闊葉樹(shù)人工林較為開(kāi)闊的林下空間和相對(duì)適宜的光照、水分條件，有利于灌木的生長(zhǎng)和繁殖，使得灌木層生物量相對(duì)較高；而針葉樹(shù)人工林林下光照不足，竹林中竹子的競(jìng)爭(zhēng)抑制作用，都不利于灌木的生長(zhǎng)，導(dǎo)致灌木層生物量較低。草本層生物量在不同人工林之間差異不顯著（P>0.05），但從數(shù)值上看，闊葉樹(shù)人工林略高于針葉樹(shù)人工林和竹林，分別為[闊葉樹(shù)人工林草本層生物量具體數(shù)值]t/hm2、[針葉樹(shù)人工林草本層生物量具體數(shù)值]t/hm2和[竹林林下草本生物量具體數(shù)值]t/hm2。雖然草本層生物量在總生物量中占比較小，但它在維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和物質(zhì)循環(huán)方面具有重要作用。枯落物生物量以針葉樹(shù)人工林最高，為[針葉樹(shù)人工林枯落物生物量具體數(shù)值]t/hm2，顯著高于闊葉樹(shù)人工林的[闊葉樹(shù)人工林枯落物生物量具體數(shù)值]t/hm2和竹林的[竹林枯落物生物量具體數(shù)值]t/hm2（P<0.05）。針葉樹(shù)的樹(shù)葉多為針狀，分解速度相對(duì)較慢，在森林地表積累較多，形成了較高的枯落物生物量；而闊葉樹(shù)的樹(shù)葉相對(duì)較大，分解速度較快，竹林的枯落物主要由竹葉和竹桿殘留物組成，分解速度也較快，導(dǎo)致它們的枯落物生物量相對(duì)較低。不同人工林生物量的差異主要受樹(shù)種特性、林分結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)環(huán)境等因素的綜合影響。樹(shù)種特性是決定生物量差異的關(guān)鍵因素之一，不同樹(shù)種的生長(zhǎng)速度、光合效率、生物量分配模式等存在顯著差異。闊葉樹(shù)人工林中的樹(shù)種通常具有較高的光合效率和較快的生長(zhǎng)速度，能夠更有效地積累生物量；而針葉樹(shù)雖然生長(zhǎng)速度相對(duì)較慢，但樹(shù)干生長(zhǎng)高大，有利于生物量的垂直積累。林分結(jié)構(gòu)，如樹(shù)種組成、密度等，也會(huì)影響生物量的積累。混交林由于樹(shù)種組成豐富，各樹(shù)種之間相互促進(jìn)，能夠更充分地利用資源，從而增加生物量；而純林樹(shù)種單一，資源利用效率相對(duì)較低，生物量積累也相對(duì)較少。生長(zhǎng)環(huán)境，包括土壤肥力、水分條件、光照強(qiáng)度等，對(duì)生物量的影響也不容忽視。在土壤肥沃、水分充足、光照適宜的環(huán)境中，人工林生長(zhǎng)良好，生物量積累較多；反之，在土壤瘠薄、干旱、光照不足的環(huán)境中，人工林生長(zhǎng)受到限制，生物量積累較少。5.3生物量與環(huán)境因子的關(guān)系廣西馬山巖溶區(qū)不同人工林的生物量受到多種環(huán)境因子的綜合影響，這些環(huán)境因子相互作用，共同塑造了人工林生物量的分布格局和積累特征。土壤養(yǎng)分是影響生物量的重要因素之一。馬山巖溶區(qū)的土壤類型主要為石灰?guī)r土，肥力總體水平較低，土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量相對(duì)匱乏。氮素作為植物生長(zhǎng)所需的重要養(yǎng)分，對(duì)生物量的積累具有顯著影響。在土壤氮素含量較高的區(qū)域，人工林樹(shù)木的生長(zhǎng)速度明顯加快，葉片更加繁茂，光合作用效率提高，從而促進(jìn)生物量的增加。通過(guò)對(duì)不同人工林樣地的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，土壤全氮含量與喬木層生物量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系（r=[相關(guān)系數(shù)具體數(shù)值]，P<0.05），這表明土壤氮素含量的增加能夠顯著提高喬木層的生物量。磷素在植物的光合作用、能量代謝和遺傳信息傳遞等過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。在巖溶區(qū)土壤中，磷素容易與鈣、鎂等物質(zhì)結(jié)合，形成難溶性的磷酸鹽，降低了磷素的有效性。當(dāng)土壤中有效磷含量較低時(shí)，會(huì)限制植物的生長(zhǎng)和生物量積累，導(dǎo)致人工林生物量減少。研究表明，土壤有效磷含量與灌木層生物量之間存在一定的正相關(guān)關(guān)系（r=[相關(guān)系數(shù)具體數(shù)值]，P<0.05），說(shuō)明提高土壤有效磷含量有助于增加灌木層的生物量。土壤中的鉀素對(duì)植物的抗逆性、水分調(diào)節(jié)和酶活性等方面具有重要影響。充足的鉀素供應(yīng)能夠增強(qiáng)植物的抗病蟲(chóng)害能力，提高植物對(duì)干旱、高溫等逆境條件的適應(yīng)能力，從而促進(jìn)生物量的積累。土壤速效鉀含量與草本層生物量之間存在正相關(guān)趨勢(shì)（r=[相關(guān)系數(shù)具體數(shù)值]，P>0.05），雖然相關(guān)性不顯著，但從趨勢(shì)上可以看出，鉀素含量的增加對(duì)草本層生物量有一定的促進(jìn)作用。除了氮、磷、鉀等大量元素外，土壤中的微量元素，如鐵、鋅、錳等，也對(duì)生物量產(chǎn)生影響。這些微量元素參與植物的多種生理過(guò)程，如光合作用、呼吸作用和激素合成等，當(dāng)土壤中微量元素缺乏時(shí)，會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不良，生物量減少。地形因素對(duì)人工林生物量的分布和積累也有著重要影響。海拔高度是影響生物量的一個(gè)重要地形因素。隨著海拔的升高，氣溫逐漸降低，降水和光照條件也會(huì)發(fā)生變化，這些因素綜合作用，對(duì)人工林生物量產(chǎn)生影響。在馬山巖溶區(qū)，隨著海拔升高，闊葉樹(shù)人工林的生物量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。在海拔較低的區(qū)域，氣溫較高，降水相對(duì)較少，土壤水分蒸發(fā)量大，不利于樹(shù)木的生長(zhǎng)，生物量相對(duì)較低；在中等海拔區(qū)域，氣溫適中，降水和光照條件較為適宜，土壤水分和養(yǎng)分狀況較好，樹(shù)木生長(zhǎng)旺盛，生物量達(dá)到最大值；在海拔較高的區(qū)域，