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研究亮点
HIGHLIGHTS
1. 系统分析了种植园建立时间对植物物种丰富度、土壤特性和森林结构的影响；
2. 揭示了森林管理干扰对植物多样性和土壤质量的显著影响；
3. 强调了林下植被和枯木对桉树种植园生态系统健康的重要性。
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研究背景
桉树(Eucalyptus)为桃金娘科桉属，原产于澳大利亚等地，因其快速的生长速度、抗逆性强、耐贫瘠以及优异的经济效益，被广泛引入各国，成为木材行业的主要树种之一。随着人口增长和城市化进程加速，市场对纸浆和工业用木材的需求不断增加，导致桉树逐步取代松树，成为纸浆和木材生产的首选树种。然而，桉树种植园的大规模扩张和集约发展引发了对其生态影响的广泛争议。研究表明，桉树种植园会改变土壤特性，降低土壤养分和水分的可利用性。与原生森林相比，桉树种植园的生态多样性显著下降。此外，桉树人工林通常采用全树砍伐的采伐方式，其高度机械化的开发过程需要密集使用采伐设备和修建通道，导致土壤结构受损、压实，并严重影响森林生态系统的养分循环，加剧土壤侵蚀问题。
为确保森林管理实践的可持续性和有效性，有必要基于当地特征深入研究其生态影响，以制定适应特定生态环境的管理策略。与其他树种相比，桉树的收获周期较短，一般为12-15年，轮作频繁，因此通常在3-4轮作后需要重新种植。基于此背景，本研究旨在对比分析新建立的桉树种植园(从未被收获)与较老的桉树种植园(多次收获并从树桩再生，存在至少35年)，重点分析林分特征、维管植物多样性和物种组成、森林结构、土壤特性及枯木分布，从而识别出影响这些种植园中维管植物物种丰富度和多样性的关键因素。
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研究方法
研究在西班牙北部巴斯克地区的比斯开湾开展，随机选取了16个桉树种植园作为研究样地，其中8个为新种植园(从未被收获过)，8个为老种植园(至少收获过两次并从树桩再生)。在每个种植园中设置一个中心样地以避免边缘效应，并布设两条垂直于斜坡的50 m长样线，用于植物物种的识别与分类。植物物种按树木、灌木、草本植物和蕨类四个生态类群分类，并估算每个物种的覆盖度。此外，在特定样方中采集上层15 cm的土壤样本，以测量土壤的pH值和有机质含量(SOM)。沿样线统计所有直径大于2 cm的枯木残体，记录其长度、宽度和分解阶段，并计算每公顷枯木残体的总蓄积。森林结构变量包括树木高度、胸径(DBH)和距中心点的距离，以计算树木密度和每公顷基面积。此外，利用地理信息系统(GIS)和数字地形模型计算样地的坡度、海拔及到最近水体的最小距离。
在统计分析中，数据首先进行正态性和同质性检验，并通过t检验、Welch近似t检验、Mann-Whitney U检验和Yuen稳健检验等方法比较新旧种植园的差异。同时，使用去趋势对应分析(DCA)评估不同种植园类型的物种组成相似性，并采用贝叶斯层次模型分析土壤因子和森林结构对植物物种丰富度和多样性的影响。
图 1｜巴斯克地区桉树采样点及种植园分布示意图
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研究结果
图 2｜老(深色点)与新(浅色点)桉树种植园植物物种组成的去趋势对应分析(DCA)
图 3｜老种植园与新种植园中树高、胸径、土壤有机质及土壤pH值的变异系数(CV)
图 4｜模型中的协变量值,其中至少有一个变量对植被有显著影响
Cite this article
Sertutxa, U., Ortega, U., Ametzaga-Arregi, I., Peña, L., 2024. Effect of the rotation frequency in the eucalypt plantations. For. Ecosyst. 11, 100251.
https://doi.org/10.1016/j.fecs.2024.100251
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.fecs.2024.100251
关于本刊
《森林生态系统(英文)》（Forest Ecosystems）是由教育部主管、北京林业大学主办的林学、生态学类的开放获取学术期刊。主要收录森林生态系统、森林群落、森林环境、遥感、气候变化、大数据等相关研究领域的高质量、原创性研究论文和评论性文章。影响因子3.8，在中科院期刊分区表中居农林科学大类一区，林学小类一区。
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森林生态系统(英文)
微信号：Forest Ecosystems
https://www.sciencedirect.com/journal/forest-ecosystems
编辑：唐珊珊
审核：李杰
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