黄土沟壑区植被自我修复与物种多样性变化--以吴旗县为例

以黄土高原典型沟壑区——吴旗县为例,通过对退耕或封禁后植被自然恢复过程及其物种多样性的调查分析,结果表明,在不同的空间立地条件下,植被的演替变化规律不同：阳坡与峁顶的植被演替趋向形成以长芒草为主的群落类型,而阴坡则形成以铁杆蒿和茭篙为主的群落类型。综合整个植被演替过程,形成这些群落类型需要20年左右的时间。随植被恢复演替．物种多样性大体经历了由高到低而后逐步恢复稳定的变化过程,与其它地带性植被(含森林)恢复过程中物种多样性的变化趋势基本相似。这些初步的研究结果表明生态自我修复在实践上是可行的,但要对规划和布局等提供更多依据,仍需进一步的深入研究。     

沙打旺种群对草原植被演替影响试验研究

沙打旺人工种群大量进入百里香群落后,促进百里香地椒群落在9～10年短时间内演替到长芒草顶极群落。自然封禁条件下,百里香群落在5～7年较快恢复到百里香+长芒草群落这一偏途顶极,而进一步恢复到顶极长芒草群落则需要很长的时间。沙打旺种群促进这一演替过程的作用机制,在于它迅速将百里香种群几乎完全排挤出群落之外,为长芒草种群占领随着它的自然衰退而空出的空间创造了条件。沙打旺种群引起的这一短期人为演替过程,实际上是原来百里香群落中种群关系重新调整的过程,各个种群数量变化的结局,取决于它们各自的种间竞争能力。一些竞争力比较强的种群,如糙隐子草、兴安胡杖子、阿尔泰狗娃花、大羽茅、厚穗宾草等,由原来百里香群落中的次要伴生种,成为长芒草群落中的主要伴生种,一些竞争力弱的种群,如冷蒿,星毛委陵莱、猪毛蒿、狼毒等,则由原来百里香群落中的主要伴生种,成为长芒草群落中的次要伴生种。     

浑善达克沙地南缘农牧交错带弃耕地植被的演替规律

 以浑善达克沙地南缘农牧交错带不同年限弃耕地为对象,研究了不同年限弃耕地植物群落特征。结果表明:弃耕地的植被演替一般经历4个阶段:1年生杂草阶段、丛生小禾草阶段、多年生根茎禾草阶段和多年生丛生禾草阶段;地上生物量的变化与弃耕年限不是单一的直线关系,且随弃耕年限的增加,多年生植物的地上生物量占地上总生物量的百分比逐渐增大。对不同放牧干扰下弃耕地植被群落特征进行了研究,结果表明:在弃耕地植被演替的第1、2阶段不宜利用,但在弃耕地植被演替的第3、4阶段,可以进行适度利用;随着弃耕年限的增加,只要不对地表土壤进行破坏,弃耕地都会发生进展演替,并达到一个偏顶级群落,然后又会在放牧干扰下,发生逆行演替。     

模糊聚类和排序在植被演替研究中的综合应用

应用模糊聚类和主成分分析(PCA)对黄土高原丘陵沟壑区植物群落演替进行研究,以探讨该方法在植被演替研究中的可行性。研究结果表明,利用模糊聚类分析和主成分分析,可以将13个样地客观地划分为5个群系。结合不同群系的恢复时间,即可判定随时间变化而呈现出的植物群落演替序列：猪毛蒿群落一赖草群落一长芒草群落一铁杆蒿群落一沙棘群落。该演替序列与传统的研究结果基本相同,说明利用模糊聚类分析和主成分分析方法研究植被演替是可行的。同时该方法数学上较为严格,且计算简单、运算量小,精度较高、可在计算机上运算,可大大提高植物群落演替研究的定量化水平,在植被演替中具有较好的应用价值。     

黄土丘陵区铁杆蒿群落和长芒草群落地上生物量及土壤养分效应

为了明确黄土丘陵区典型植被演替过程中植被与土壤的互动效应,为植被恢复提供依据,采用野外调查和室内分析的实验方法,结合逐步回归和通径分析数据处理方法,研究该区铁杆蒿群落和长芒草群落随着恢复演替的进行,地上生物量、地下生物量、土壤养分的动态变化及其地上生物量与环境因子的关系,并对2种群落进行比较分析。结果表明:随着退耕年限的增加,铁杆蒿和长芒草群落的地上生物量、地下生物量呈逐渐增加的趋势;2种群落的土壤有机质和全氮也都呈增加的趋势,且同群落生物量的变化趋势步调基本一致;全磷和硝态氮也表现了总的增加趋势,但与生物量的变化趋势不太一致。逐步回归与通径分析表明,对铁杆蒿群落地上生物量影响较大的环境因子是有机质、黏粒质量分数和水分含量,其中有机质质量分数和水分含量表现为正效应,即生物量随有机质质量分数和土壤水分含量的增加而增大,土壤黏粒质量分数表现为负效应;对长芒草群落影响较大的是海拔、坡位、年限和全氮质量分数。     

黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植被主要物种生态位特征

为了探究加速黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程的人工物种干扰措施如物种选择与搭配的科学依据，利用TWINSPAN分类方法对33个自然恢复的退耕地样方进行分类，得出退耕地在40a内主要经历了5个群落演替阶段，分别为猪毛蒿群落、赖草群落、达乌里胡枝子＋长芒草群落、铁杆蒿群落和白羊草群落。以各个群落的综合资源环境梯度为依据，对各群落主要物种生态位特征进行了分析。通过物种的生态位宽度和生态位重叠特征分析，提出了不同演替阶段的合理物种组合。     

巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子特征研究

本文系统调查了巢湖低丘山区5种典型植被类型,即弃耕地、灌木林、人工马尾松林、草地以及次生马尾松林植被群落学特征、土壤养分状况,并分析了巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子的关系.研究结果表明:弃耕地显示了最高的植物物种数,其次为人工马尾松林和灌木林,草地物种数最低,平均仅为4种.总盖度以草地最高,达到95％,其次为次生马尾松林和灌木林,人工马尾松林总盖度最低.此外,弃耕地显示了最高的生物多样性与均匀度指数,其次为灌木林,而草地多样性指数和均匀度指数均最低.弃耕地土壤养分含量最高:次生马尾松林表层土壤有机碳、总氮、总磷与有效氮高于灌木林与草地,显示了较明显的土壤养分随植被演替过程的积累效应.相关分析表明生物多样性指数和均匀度指数与土壤养分状况呈良好的正相关关系,表明这一地区植被恢复处于演替发展阶段.     

桂西南退化喀斯特植被自然恢复研究

采用"空间代替时间"方法结合"相似系统原理"建立退化群落自然恢复演替系列,对桂西南退化喀斯特植被自然恢复过程中群落高度、生物量等结构功能指标的恢复度和恢复速度进行了分析.结果表明:桂西南退化喀斯特植被群落自然恢复在群落演替初期阶段速度很慢,每提高0.1恢复度需要约10.7 a时间;到演替中期出现恢复加速期,每提高0.1恢复度需要2.6～3.5 a;到演替后期恢复速度又下降,每提高0.1恢复度需要3.5～5.3 a.退化群落从草本群落阶段达到群落结构、功能的基本恢复需要30～40 a,但要达到群落结构、功能的完全恢复则需要近100 a.     

弃渣场植被恢复与重建研究进展综述

弃渣场植被恢复是根治水土流失的最终途径,也是建设生态文明工程的前提条件。本文回顾了近些年我国弃渣场植被恢复研究进展。首先介绍了弃渣的特性及植被恢复生态学基础理论的研究进展,在此基础上,从植被恢复限制性因子、土壤改良、植物选配、生物多样性和群落演替、植被恢复对生态环境的影响、新技术在植被恢复中的应用等六个方面进行了归纳和总结,指出了弃渣场植被恢复研究中存在的问题及未来的研究方向。     

黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植被特征及其与土壤环境的关系

 为给黄土高原退耕地的植被恢复和重建提供科学依据,以黄土高原丘陵沟壑区的安塞县为例,用系统聚类和逐步多元回归的分析方法,对退耕地自然恢复植被的演替阶段进行划分,并定量分析群落演替过程中的植被特征及其与土壤环境的关系。结果表明:黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复草地的演替,依次经历猪毛蒿群落→赖草群落→长芒草群落、铁杆蒿群落、达乌里胡枝子群落→白羊草群落。随着退耕地植被恢复的不断进行,Gleason指数、Margalef指数等丰富度指数以及群落Pielou指数,都呈现出先减小后增大的趋势,Simpson指数在演替初期及平衡阶段较大,群落生态优势度与物种丰富度的变化趋势相反。在群落的演替过程中,土壤有机质、全N、有效N和速效K的含量不断增加,土壤pH值和速效P含量不断减小,土壤表层密度变小,孔隙度变大。A层土壤全N、有效N含量、土壤pH值和C层土壤全N含量与物种丰富度呈显著正相关,A、C层土壤有机质含量和B层土壤速效K含量与其关系相反;B层土壤速效P的含量与群落生态优势度呈显著正相关;A、B层土壤速效K含量与植被群落盖度呈正相关关系,B层土壤速效P含量与其关系相反。     

典型草原区退耕及封育草地土壤水分物理性质研究

对典型草原云雾山保护区退耕6a，11a（放牧8a）和16a的3个退耕地和4个封育草地（百里香群落、铁杆蒿群落、大针茅群落和长芒草群落）对照坡耕地表层土壤的水分特征曲线数学模型、持水参数和比水容量进行了测定。结果表明，封育草地的持水和供水性能要大于退耕地和坡耕地，放牧对退耕11a的持水和供水性能有较大影响。云雾山自然保护区坡地退耕和草地封育后，样地土壤的持水能力大小顺序为封育长芒草群落〉大针茅群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉退耕16a〉退耕6a〉坡耕地〉退耕11a（放牧8a）。供水能力大小顺序为封育长芒草群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉大针茅群落〉退耕16a〉退耕6a〉退耕11a（放牧8a）〉坡耕地。这说明土壤持水和供水性能随着退耕年限的增加和封育草地的正向植被演替均逐渐增强的趋势。坡地退耕和草地封育能够通过改善土壤的水分物理性质提高土壤的蓄水持水性能和抗侵蚀能力。     

黄土高原草地生产持续发展研究──Ⅱ．补播沙打旺对退化草地演替的影响

沙打旺（Astragalus adsurgens）种群人工草大量进入退化草地百里香（Thymus mongoricus）群落后,不仅能有效地改良退化草地,并促进百里香群落在9-10年较短时间内演替到长芒草（Stipa bungeana）顶极群落,从而为天然草地生产的持续发展打下基础。沙打旺促进这一演替过程的机制,在于它迅速将百里香几乎完全排挤出群落之外,随着它的自然衰退而空出的空间,为长芒草占领创造了条件。沙打旺引起的这一短期人为演替过程,实际是原来百里香群落中种间关系重新调整的过程,各个种群数量变化的结局,取决于它们各自的竞争力。     

天津地区湿地土壤种子库及其在受限空间中的植被演替研究

湿地土壤种子库运用对植被恢复的研究具有重要意义。从植被演替的角度出发,设置相对封闭的受限空间,持续监测土壤种子库萌发及其后续植物群落的演替情况,记录物种组成、群落多样性指数和群落覆盖度等参数的变化规律,评估了采用湿地土壤种子库进行植被恢复的效果。并对地面植被、土壤种子库及其演替植被的群落相似性指数进行了对比分析。结果发现:(1)土壤种子库恢复后期的植被与地面植被相似度较低(小于0.25);(2)植被恢复过程中,群落多样性指数呈现先降低后升高的趋势,而恢复3a后的植被群落多样性指数均接近于地面植被;(3)生长期的群落覆盖度高于90%,能够满足天津地区滨海盐碱型湿地植被恢复的要求。     

不同植被对晋陕蒙矿区排土场土壤养分16 a恢复程度的影响

为评价晋陕蒙矿区排土场土地复垦过程中不同植被措施对土壤肥力的恢复作用及程度,在内蒙古准格尔旗黑岱沟煤矿东排土场,分别选取已恢复16 a的7种不同人工植被(沙打旺、长芒草、紫穗槐+长芒草、刺槐林、沙棘林、杨树林、樟子松),并以周边原地貌条件下两种植被(退耕梯田长芒草、自然坡地沙棘林)为对照,分析了不同植被条件下0~10、10~20、20~40 cm土层土壤全氮、有机碳、硝态氮以及铵态氮的含量及其差异。结果表明:1)9种植被配置中除樟子松地和沙打旺草地外,土壤养分含量均随深度增加而递减。2)经过近16 a植被修复后,7种人工植被不同程度地改善了土壤肥力状况,其中刺槐纯林配置的恢复效果最佳,土壤肥力恢复程度接近或超过原地貌条件下植被的50%,沙棘次之。杨树和樟子松两种配置对土壤全氮、有机碳、硝态氮恢复效果相对较差,恢复程度均不超过40%。7种不同植被措施对土壤铵态氮的恢复程度相对较好,分别恢复到自然植被长芒草样地和自然植被沙棘样地的79.50%~93.77%,89.47%~105.70%。土壤全氮、有机碳、硝态氮恢复程度则相对较低,分别恢复到自然植被长芒草样地的24.70%~44.15%、25.09%~44.65%、47.25%~85.33%;分别恢复到自然植被沙棘样地的33.52%~56.85%、32.83%~54.82%、47.18%~84.66%。总之,尽管经过近16 a的复垦,7种人工植被下的土壤养分状况尚未完全恢复到该地区自然水平,但仍可认为该地区进行生态修复时可优先选择以刺槐为主的豆科乔木、以沙棘为主的灌木、以及长芒草等草本植物,并进行适当的套种、间种,以增强复垦效果。     

巴山山地退耕地植被自然恢复过程及物种多样性变化

 巴山山地是我国南北方过渡地区,亦是长江重要的水源涵养区,探讨该地区退耕地植被自然恢复演替过程及其物种多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义。采用时空互代法对巴山山地退耕地植被自然恢复过程及其物种多样性变化进行研究,结果表明:1)巴山山地退耕地植被演替依次经过1年生植被草本群落、多年生草本群落、杂灌草群落及以栓皮栎、橿子栎或栓皮栎为建群种的阔叶林群落等不同阶段,形成地带性植物群落大致需要40～50a;2)物种多样性会随立地环境的变化有所差异,阴坡的各物种多样性指标明显高于阳坡,但其变化规律基本一致。演替初期,植被群落的物种数、Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数相对较低,随着植被群落演替的进行,各指标均呈波浪上升趋势;当植被恢复25a时,各多样性指数均达到最大,分别为23、2.5、0.89和0.8;到地带性植物群落阶段时,其各物种多样性指标又略有降低并趋于稳定。该结论对于充分利用植被自然恢复进行生态改善,并根据植被演替进程采取相应的人工管理措施具有重要的指导意义。     

黄土丘陵区不同草本群落生物量与土壤水分的特征分析简

为阐明黄土丘陵区不同草本群落生物量与土壤水分的相关特征,通过野外调查与定点观测,对延河流域内不同演替阶段的5种草本植被（长芒草、铁杆蒿、茭蒿、白羊草、大针茅）群落地上生物量、土壤水分特征及其相关关系进行研究与分析.结果表明：在0～ 500 cm土层内,各演替阶段草本群落土壤含水量的垂直分布规律明显,均表现为浅层（0 ～ 50 cm）减少、中层（50 ～200 cm）增加、深层（200 ～ 500 cm）基本稳定的趋势;植物群落地上生物量均随着演替年限呈先增加后减小趋势,在白羊草群落阶段（退耕演替25 a左右）达到最大值;草本群落地上生物量与土壤含水量整体呈正相关关系,相关程度以0 ～ 200 cm土层较高;植被群落利用土壤水分土层深度随群落演替阶段逐渐加深,表现出对环境更强的适应性.     

黄土高原退化草地恢复演替研究进展

论述了黄土高原地区退化草地恢复过程中的演替研究现状及影响植被演替的因素。指出在黄土高原地区,环境条件和人为干扰是主要的影响因子,应加强人为干扰对植被演替影响的研究。针对具体群落,探讨不同环境条件下群落的演替过程和演替阶段,提出合理的植被恢复方案,同时要加强人工植被建设中物种组合和植物配置模式的研究。     

丘陵山地生态修复植物群落演替规律的研究——以江苏省赣榆县横山生态修复区为例

通过对赣榆横山自然生态修复过程及物种多样性调查分析,在低山丘陵植被修复过程中,阳坡、半阳坡植被演替趋势呈现以山红草 茅草 野山梅、山红草 贾莲子 茅草为主的两个群落类型,山顶以狗牙根 拂子茅 山菊花为主的群落类型。在较短的3年时间,随着植被群落的演替,物种多样性经初期的由高到低,2年后由低到高,而后逐步趋向稳定的变化过程,有效地遏制水土流失的发生。与其他地带性植被恢复过程中物种多样性变化趋势相似。研究结果表明:生态自我修复在该地区实践上是可行的,只要再辅以人工补植,并有相应的法律法规及乡规民约相配套,即可在较短的时间内实现本地区的山清水秀。     

宁南宽谷丘陵区植被恢复中土壤酶活性的响应及其评价

就宁南宽谷丘陵区不同植被恢复措施、自然恢复不同演替阶段条件下土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化特征及其在土壤质量评价指标体系的作用进行了研究.结果表明天然草地和灌木林地土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性较高,农地和果园土壤酶活性较低,而且变异性较大.土壤过氧化氢酶在不同的土地利用类型之间变化不大,在各用地类型内部及各土样剖面层次上差异也不明显.封禁条件下各种酶活性均表现为表层0～20 cm大于表下层20～40 cm,表层0～20 cm脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性表现长芒草+大针茅>铁杆蒿>长芒草>百里香,过氧化氢酶活性大小为铁杆蒿>长芒草+大针茅>长芒草>百里香.长芒草群落两种土地利用方式下,脲酶活性为开垦地>封禁地,中性磷酸酶则表现为封禁地>开垦地,蔗糖酶与过氧化氢酶差别不大.铁杆蒿群落放牧地的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶含量均高于封禁和开垦的同土层土壤,封禁的脲酶和蔗糖酶次之,开垦地的脲酶和蔗糖酶最小,开垦地的中性磷酸酶高于封禁地.     

水蚀风蚀交错带退耕草坡地土壤酶活性和碳氮矿化特征

以水蚀风蚀交错带农地退耕后不同演替阶段的长芒草(Stipa bungeana)和苜蓿—铁杆蒿(Medicago sativa—Artemisia sacrorum)坡地为对象,分析了退耕坡地土壤酶活性与碳氮矿化及其空间分布特征。结果表明:(1)退耕坡地主要土壤养分含量(有机碳、全氮和全磷)不受坡位(除苜蓿—铁杆蒿坡地的全磷含量外)影响,长芒草坡地有机碳(上、中和下坡位)和全氮含量(中和下坡位)高于苜蓿—铁杆蒿坡地。(2)随坡位的降低,长芒草坡地土壤脲酶和淀粉酶活性显著增加,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性无显著差异。而苜蓿—铁杆蒿坡地土壤脲酶和淀粉酶活性无显著差异,蔗糖酶活性显著降低。群落类型对碱性磷酸酶活性的影响与坡位无关,对脲酶和蔗糖酶活性的影响则与坡位有关。(3)土壤有机碳矿化量和矿化速率常数在长芒草坡地显著高于苜蓿—铁杆蒿坡地,且不受坡位影响。两种群落土壤氮素矿化均由硝化作用主导,长芒草坡地土壤氮素矿化量和硝化量随坡位降低而显著增加,而苜蓿—铁杆蒿坡地则相反。(4)随苜蓿—铁杆蒿群落向长芒草群落演替,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性空间自相关性增强,脲酶和淀粉酶活性空间自相关性减弱,但仍具有强烈空间自相关性,碳氮矿化指标的空间自相关性增强。上述结果表明:在评估退耕草坡地主要土壤过程及其空间分布时,需要考虑草地群落类型或者群落演替阶段的影响。