西南喀斯特典型生态系统土壤特征与植被适应性恢复研究

西南喀斯特区域是特殊地质背景制约的脆弱生态带。论文以西南喀斯特地区典型生态系统不同退化/恢复阶段物质循环与植被恢复响应为主线,研究生态系统中的水分和养分过程,包括坡面降雨-入渗-产流-土壤水分再分布过程、土壤水分养分空间分异特征、微生物种群结构及其主要影响因素,初步揭示了"地下过程为主、地表过程为辅"的水土物质迁移规律与峰丛坡地土壤水分养分状况高于洼地的趋势;通过不同演替阶段、石漠化程度植被生态系统监测,初步揭示植被生态适应性与植物多样性的时空格局,提出发展草食畜牧业、构建农牧复合生态系统的替代型喀斯特区域生态重建发展模式。     

黄河三角洲湿地不同植被群落下土壤养分含量特征

以黄河三角洲潮上带湿地为对象,通过采样、分析,研究了4种典型的植被群落下水盐梯度和土壤养分含量的变化特征.结果显示,沿植物群落演替方向,土壤水分含量无显著差异,土壤盐分呈逐渐降低的趋势,在一定程度上反映了植物群落的不同演替阶段.在这种水盐梯度下,植被群落的变化能够影响土壤养分含量,沿着植被演替方向,全碳与有机质含量随着演替方向呈先逐渐降低后增加的趋势,土壤碳氮比((C/N)在植被演替中期相对较高;全氮含量沿着演替方向呈现增加趋势,硝态氮与铵态氮先增加后降低;全磷与有效磷随演替变化系数较小,演替中期各理化性质变异系数相对较大.各群落土壤C/N值均小于25.相关分析表明,全氮、有机质与有效磷两两显著相关(p<0.01),有效磷还与含水率显著相关(p<0.05),硝态氮、钱态氮和全磷未显示出与其他理化性质的相关关系.含水率与pH值显著相关(p<0.05),且二者均与土壤盐分显著负相关(p<0.01).     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库对植被恢复的影响

为了探讨土壤种子库对植被恢复的影响,该文在野外调查和室内试验的基础上,采用典范变量分析,研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库密度、土壤水分和养分、地形因子以及退耕年限对植物群落变化的影响,量化了土壤种子库对植被恢复的贡献。结果表明:影响植物群落变化的因子有土壤水分、速效磷、土壤种子库和坡向;仅用土壤种子库只可解释植物群落变化的32.1%;由于退耕地土壤种子库的优势种主要为猪毛蒿,其植被恢复潜力与速度比较小。黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复需要适度的人为干预,有必要适当引进一些演替后期物种,如白羊草、铁杆蒿、长芒草等物种,以缩短演替时间,加速退耕地植被恢复进程,促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治。      

黄土高原地区土地植被承载力与植被生态恢复建设

土地植被承载力是黄土高原地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和生态植被建设的核心问题之一.分析了土地植被承载力对植被结构的影响,认为在大气降雨量为唯一土壤水分输入量的黄土高原,土地植被承载力决定了植物群落密度,直接影响植被结构.从植被地带和群落适应性原理、缓解土壤干旱、控制植被生产力三个方面探讨了生态恢复与土地植被承载力的相互关系,并提出了黄土高原生态恢复建设必须优先考虑土地植被承载力,根据土地植被承载力进行植被生态恢复建设是黄土高原生态环境得以改善和持续发展的必由之路.     

重庆中梁山石漠化植被恢复区植被群落演替研究

以重庆岩溶石漠化植被恢复区之一的中梁山为研究区,采用"空间代替时间"的植被演替研究法,结合双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势典范对应分析法(DCCA)2种数量分析技术,从定量的角度对研究区恢复植被的演替阶段、演替系列、群落特征以及演替过程中的物种组成变化、演替与环境之间的关系等进行了分析研究.结果表明:中梁山植被恢复演替共分为9个阶段,基本遵循旱生进展演替一般规律,即从草本群落→灌木群落→乔木群落;受土壤、岩性的特殊生境影响,中梁山形成了三大土壤顶级,即以乔木为主的马尾松群落、柏木群落,以及以耐旱、耐瘠薄灌木树种构成的灌木群落.由于人工修复植被与自然恢复植被差异明显,分别形成了自然恢复演替和人为辅助演替两大演替系列;自然恢复群落与人工林相比,物种丰富度更高,功能群组成更复杂,并表现出乔木群落大于灌丛、灌草丛群落大于杂草群落,而人工辅助演替尽管加快了植被演替进程,但生态功能最差;DCCA排序结果与TWINSPAN分类结果基本一致,均出现物种组成和环境条件相似样方的集聚,这是植被与环境长期适应的结果.     

基于生态恢复的植被演替研究进展

植被演替理论是指导退化生态系统恢复与重建的重要基础理论。对植被演替理论的发展、在生态恢复中的重要地位和实践应用、植被演替的研究方法及趋势进行了综述,旨在启发恢复生态学领域植被演替研究的新思路。     

植被稳定性研究进展

植被稳定性是植物群落结构与功能的一个综合特征.从稳定性研究的意义、概念、维持机制以及研究方法方面对植被稳定性研究进行了综述,主要从多样性理论、冗余理论方面探讨了稳定性的维持机制.在稳定性的研究方法中,指出应加强对草地生态系统的稳定性研究,主要是对天然草地的研究,另外从植被结构与功能方面对稳定性进行深入研究,并探讨了天然草地植物群落的演替阶段.应重视干旱区人工植被建设中对天然植被斑块格局和演替模式的模拟以及植被配置模式的研究,以指导自然植被的保护利用和人工植被的建设.     

子午岭森林群落土壤水分与生物量关系研究

通过对黄土丘陵区子午岭北部山杨林、白桦林、油松林和辽东栎林植被群落特征的分析,研究了植被演替过程中土壤水分和生物量的变化及其相互关系。结果表明,在植被正向演替过程中,土壤含水量随植被正向演替而逐渐减少,土壤含水量的大小顺序依次为山杨>白桦>油松>辽东栎;土壤含水量对树枝和树干生物量的影响较大,立地条件致使各林分地上生物量发生明显变化;在林龄差距不大的条件下各林分平均单株生物量的大小关系为辽东栎>白桦>山杨>油松。     

植被稳定性研究进展

植被稳定性是植物群落结构与功能的一个综合特征．从稳定性研究的意义、概念、维持机制以及研究方法方面对植被稳定性研究进行了综述，主要从多样性理论、冗余理论方面探讨了稳定性的维持机制．在稳定性的研究方法中，指出应加强对草地生态系统的稳定性研究，主要是对天然草地的研究，另外从植被结构与功能方面对稳定性进行深入研究，并探讨了天然草地植物群落的演替阶段．应重视干旱区人工植被建设中对天然植被斑块格局和演替模式的模拟以及植被配置模式的研究，以指导自然植被的保护利用和人工植被的建设．     

喀斯特石漠化区植被演替过程中土壤质量研究——以广西都安澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,研究喀斯特石漠化区植被演替过程中土壤质量变化特征。以广西都安澄江小流域为例,选取4个植物演替阶段,即乔木、灌丛、灌草丛、草丛的典型样地,对该地区土壤理化性质进行分析,研究植被演替对土壤质量特征的影响。结果表明：在石漠化地区植被演替过程中,土壤含水量、pH值、有机质、氮、磷、钾等含量均有一定程度的下降。导致这一变化的主要原因是植被生长情况、土壤养分积累能力等。     

植被恢复过程中土壤养分的变化

在纸坊沟流域不同退耕年限的区域采集表层0~20 cm土样274个,分析了不同植被及其退耕年限下的土壤养分变化规律。结果表明,退耕后林草覆盖下的土壤有机质和全氮含量有所增加,特别是刺槐林地增加幅度较大,全磷含量变化不显著,草地覆盖下土壤的速效氮含量低于农田速效氮含量;土壤有机质、全氮、全磷、硝态氮和铵态氮随退耕年限增加呈现出先减少后增加的趋势;退耕年限与土壤有机质和全氮存在显著的正相关性。     

黄土高原植被的发展分析

由一些概念,阐述了黄土高原植被发展的特点及其背景条件和依据。表明植被建设是植被发 展的前提,它其实和生态修复是一致的。植被建设具有多种环节,需要既突出植被的个性,又要强调 植被的整体性。在大面积的植被建设中,自然植被是基础,而人工植被是对它的补充、改良或完善,适 当而合理的配置是允许的。以农田为代表的人工植被有其正面积极意义。自然植被和人工植被以及 生态型植被和经济型植被,并非非此即彼,它们之间的中间类型植被有着较大的发展空间。植被建设 最终是要形成生态型植被为框架的景观格局。农区应当是人类生产经济活动的主要区域。与黄土高 原山区及城镇、工矿相比,农区是植被建设的关键。     

黄土高原地区2001-2015年植被覆盖变化及气候影响因子

为研究国家"退耕还林还草"工程实施以来黄土高原植被覆盖动态变化,以2001-2015年的MODIS NDVI为数据源,结合2001-2015年的气象数据(温度/降水),分析黄土高原地区植被NDVI、气温和降水量的空间分布特征,以及植被NDVI对气温和降水量的响应关系。结果表明,近15a黄土高原地区植被NDVI总体呈现增长趋势。黄土高原地区植被NDVI的空间分布差异显著,大体趋势是植被覆盖从西北部向东南部逐渐递增。研究区植被的空间变化也具有明显的差异特征,研究区的西安市、渭南市及豫西山地的洛阳市等地的植被退化严重,但是随着国家"退耕还林还草"计划的实施,黄土高原地区中部的植被覆盖有了明显的改善。黄土高原地区的温度年际间变化不大,而降水量起伏变化较大。降水量对植被NDVI的影响大于温度对植被NDVI的影响。     

黄土高原植被群落演替规律和演替中土壤理化特性变化研究进展

植被演替是生态学的重要研究内容,也是生物界最常见的自然现象之一,而土壤理化特性是影响植被的主要环境因子之一。由于黄土高原地区生态环境日趋恶劣,该区的植被演替规律和演替过程中土壤理化特性变化的研究一直颇受研究人员关注。本文综述了关于黄土高原植被演替规律和演替中土壤理化特性变化的研究进展,并对其发展做了展望。     

黄土高原植被建设及其有关问题思考

针对黄土高原植被现状,阐述了其建设历程并系统分析了存在的问题,以期准确地把握当前的植被建设。表明植被建设应当是包括农作物在内的广义植被建设,不可"头疼治头,脚疼医脚"。需要加强对优良乡土植物种的繁育及试种,改良提高造林成活率的传统技术,充分考虑天然植被在立地类型划分上的意义,重视适地适树以及合理的群落结构。提出了一些值得阐明的问题,试图从作物栽培与林草植被建造既相区别又相联系的特点中,使植被建设思路更清晰、更完整。     

基于多元统计分析的土壤-环境关系研究

[目的]基于多元统计分析方法,研究土壤与环境之间的关系。[方法]以陕北米脂县为例,在野外调查取样、实验室分析的基础上,利用Canoco多元统计分析,探讨土壤性质与环境因子之间相关性。[结果]环境因子对土壤性质的影响程度依次为:土地利用>植被类型>退耕年限>植被盖度>坡向>坡度>海拔高度,土地利用和植被类型对土壤性质有显著影响,是土壤性质空间变异的最主要的环境制约因子,而退耕年限则与土壤养分的积累关系密切。[结论]该研究为我国黄土高原地区生态环境的建设提供了理论依据。     

黄土高原高寒区不同人工林土壤养分及生态化学计量特征

  目的  通过分析黄土高寒区不同人工林和不同土层的土壤养分和生态化学计量变化,旨在阐明不同人工林土壤养分和化学计量特征,揭示土壤养分和化学计量随土层深度的变化规律。  方法  以青海黄土高寒区退耕的人工林地（包括青海云杉、华北落叶松、青杨、白桦）为研究对象,以自然退耕的草地和农田为对照,测定了6种植被类型在0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和40 ~ 60 cm土壤层的C、N、P含量及生态化学计量比。  结果  （1）黄土高寒区不同人工林的土壤C、N含量差异显著（P < 0.05）,P含量部分差异显著;人工林地各土层的C、N含量显著高于草地和农田,且青杨林在0 ~ 20 cm表土层的有机碳、全氮含量最高,分别为25.82、2.17 g/kg。（2）黄土高寒区不同人工林的土壤生态化学计量有显著差异（P < 0.05）;0 ~ 60 cm土层中人工林地的C∶N显著低于农田,C∶P和N∶P高于草地和农田（P < 0.05）;青杨在0 ~ 20 cm表土层的生态化学计量比其他人工林类型高,C∶N、C∶P和N∶P分别为11.99、43.27和3.64。（3）相关性分析表明,研究区土壤的有机碳与全氮相关性最紧密（P < 0.01）,全氮与土壤C∶N和N∶P相关性最紧密（P < 0.01）,有机碳与土壤C∶P相关性最紧密（P < 0.01）。说明研究区土壤C、N对不同人工林的响应具有一致性,土壤的C∶N和N∶P主要受全氮的影响,C∶P主要受有机碳的影响。（4）在0 ~ 60 cm土层中,黄土高寒区不同植被类型的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而降低。研究区土壤的生态化学计量除青杨随土壤深度的增加而下降外,其他退耕植被无显著变化趋势。说明人工林对表层土壤养分的改良效果最好。  结论  不同人工林的土壤养分及生态化学计量有显著差异,且青杨林表层土壤的养分含量和化学计量最高;土壤养分随土壤深度的增加而降低,土壤生态化学计量随土壤深度变化不显著。      

黄土高原植被恢复存在的问题及对策研究

黄土高原因水土流失严重、自然环境条件恶劣而成为我国生态建 设的难点,且一直是植被恢复的重点区域。本文在回顾国内外植被恢复研 究的基础上,总结了黄土高原植被恢复中存在的主要问题,提出黄土高原 植被恢复的对策。     

黄土丘陵区不同植被类型根际土壤微团聚体及颗粒分形特征

 【目的】研究黄土丘陵区坡耕地退耕后不同植被根际土壤微团聚体及颗粒的分形特征,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】通过室内分析,运用分形理论,研究黄土丘陵区墩山小流域天然草地、人工草地和人工灌木等6种植被根际土壤微团聚体以及颗粒组成的分形特征。【结果】黄土丘陵区坡耕地退耕后,不同植被对土壤微团聚体以及颗粒组成影响不同。无论是根际还是非根际,天然草地0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm微团聚体含量以及土壤团聚状况、团聚度均高于人工灌木和人工草地,而0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm土壤颗粒含量以及分散系数、分散率低于人工灌木和人工草地,根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数高于人工灌木和人工草地。除柳枝稷外,根际土壤团聚状况和团聚度高于非根际,分散系数和分散率低于非根际;不同植被根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数均低于非根际土。相关性分析表明,与非根际相比,根际土壤微团聚体及颗粒分形维数与土壤基本理化性质相关性更显著。【结论】黄土丘陵区坡耕地退耕后,天然草地对于土壤微团聚体的改善作用优于人工灌木和人工草地。与非根际相比,根际土壤具有更好团聚结构,而且根际土壤分形特征能更好反映土壤性质的变化规律,因此可作为该地区植被恢复过程中土壤质量评价的指标。     

黄土高原植被对气温和降水的响应

【目的】研究黄土高原植被覆盖对水热条件的时空响应。【方法】利用经验正交函数分析植被覆盖、气温和降水变化情况的时空分布,并结合奇异值分解分析植被覆盖与水热条件的时空相关性。【结果】东南部水热条件对植被的生长最佳,西北部干旱-半干旱地区气温超过一定的界限不利于植被生长,而降水的增加更容易使植被覆盖增大;中国第二大河--黄河的水文效应对干旱-半干旱地区植被覆盖的变化影响密切,在干旱地区水分充足的区域,气温的上升则会促进植被的生长;河谷平原、盆地中植被覆盖对水热的响应较为明显;同一区域不同植被类型对水热的响应也不尽相同;黄土高原植被覆盖与水热要素的相关性很强,但限制性因素较多。【结论】土地利用、植被类型、作物熟制以及地形地貌和高程等是黄土高原气温对植被覆盖影响的主要限制性因素。黄土高原地处干旱的内陆地区,降水对植被的影响最为直接。荒漠地带及非农业耕种区的植被覆盖状况主要取决于天然降水,两者之间具有很强的正相关性。农耕区由于受灌溉条件等人为因素的影响,植被覆盖和降水之间的相关情况更加复杂,不确定性更强。