岩石边坡植被建植初期植被特征与土壤养分动态

为了解边坡生态防护工程植被建植初期植物特征与基质养分变化规律,依托实际工程,采用定位研究法,对3个不同坡向、坡度的边坡在人工植被建植后第1周年主要群落特征(物种、盖度和高度等)和土壤养分因子(如有机质和速效态养分元素)等每月进行跟踪测试。结果表明:1)边坡人工植被建植1周年内,植物植被的数量特征总体上存在明显的季节性变化,物种数在建植初期较多,在冬、春季物种数最低,第2年返青后逐渐增加。3个边坡存活部分盖度在冬春季平均盖度最低,到5月份随气温回升而突增,经建植周年后,平均盖度基本相同,在60%左右,群落存活部分平均高度的时间变异特征符合3次幂函数。2)3个边坡土壤速效态养分与有机质总体上在周年内有较为一致的变化趋势,但相互之间存在明显的差异,周年期末碱解氮和有效磷含量与建植初期相比有所下降,速效钾与有机质含量均高于建植初期。3)通过多元逐步回归分析,除有机质与植被群落数量特征无线性回归关系外,其余速效态的土壤元素均有一定的多元线性关系,然而边坡之间的同一土壤养分因子与植被群落特征相关指标之间的相关性差别较大,无法形成统一的解释方程,还需后续研究中综合考虑多种影响因子及其之间的交互关系。     

高速公路边坡植被重建过程中群落组成特征

[目的]对河北省西柏坡高速公路4种不同边坡类型进行调查,旨在选择合适的边坡植被恢复技术。[方法]通过随机取样调查进行不同边坡群落组成结构分析。[结果]4种边坡类型的物种多样性差异显著。自然恢复土质边坡植被盖度最低,自然恢复石质边坡的物种多样性最差,人工恢复生态袋技术边坡的物种多样性和植被盖度最高。[结论]人工恢复生态袋技术和挂网喷播技术对高速公路边坡复绿都有明显的改善,而生态袋技术对边坡复绿改善最为明显。     

扶项高速公路边坡植被特征与稳定性比较

[目的]以生长8a的大广高速公路扶沟—项城段边坡植被(简称扶项高速)为研究对象,选择5种典型植物群落,进行群落稳定性测度,为营建高速公路可持续景观提供理论依据。[方法]通过实地调研获得植物群落和土壤数据,提取对植物群落稳定性影响较大的群落物种多样性、群落生物量、土壤水分、土壤养分4项指标共计15个评价因子,通过隶属函数法对其进行稳定性测度。[结果]黑麦草+白三叶+楝树群落的物种多样性指标、生物量指标和土壤水分指标最高,土壤养分指标最高的是鬼针草+黑麦草群落。5种植物群落稳定性排序为:黑麦草+白三叶+楝树群落鬼针草+黑麦草群落黑麦草+紫花苜蓿群落鬼针草+黑麦草+艾草群落小叶扶芳藤群落。[结论]通过对植物群落稳定性分析,得出楝树、黑麦草、白三叶、紫花苜蓿为扶项高速公路边坡可持续景观营建的首选植物,在植物配置时应丰富群落层次,推荐配置模式楝树/构树/椿树/刺槐+黑麦草+紫花苜蓿;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+白三叶+黑麦草;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+紫花苜蓿+黑麦草。     

寒区矿山废弃地边坡植被恢复技术及模式

大型采矿工程建设在造成地表景观破坏的同时产生了大量的人工创面(边坡),植被恢复作为矿山废弃地边坡生态恢复的基础,其技术要点是在恢复区内构建出适合先锋植物生长的生境,为植物提供良好的基质条件和立地环境.生境构筑技术将直接关系到植物成活和整个边坡植被恢复工程的质量及效果.按照重构生境的不同,将矿山废弃地边坡植被恢复技术分为...     

毛乌素沙地植被特征与建设

毛乌素沙地的高等植物共有1106种，分属于98科420属。主要的科有菊科、禾本科、豆科、蔷薇科、藜科。主要的属有蒿属、黄芪属、葱属、柳属、杨属，主要的种有沙蒿、沙竹、牛心朴子、沙柳、乌柳。植物群落类型有草原植被、草原和荒漠灌丛、沙生植被、草甸植被、盐生植被、沼泽和沼泽性植被、水生植被，其中沙生植被占主导地位，其次为草甸植被。植物群落主要有沙蒿群落、沙蒿一柠条群落和沙柳、乌柳、沙棘组成的“柳湾”。简述了毛乌素沙地的植被分布特征，提出该区植被建设应以灌木为主，采取灌、乔、草相结合等措施。     

基材喷附技术的植物选配与建植方式

人为的生产建设尤其是在公路、铁路、矿山、水利、山区住宅等基础项目的建设中形成了不同类型岩石坡面.基材喷附实现岩石坡面生态植被恢复是目前常用的技术形式,为了如期成功实现目标群落的营建,需要对项目区周边气候、土壤、植被等自然环境进行调查,并对坡面地形、坡度、稳定性等特征进行分析.在选择目标群落植物时应满足生态适应性、先锋性、和谐性、抗逆性和自我维持性、生物多样性、持续稳定性等原则,在建植方式上采用播种和栽植相结合,这样才有助于岩石坡面植被的成功恢复.     

关中平原高速公路路堤边坡土壤养分与植被群落α多样性变化

选择不同植被恢复年限的高速公路路堤边坡为研究对象,采用时空代换法,通过相关性分析及主成分分析,研究关中平原高速公路植被恢复过程中土壤养分和植被群落α多样性的变化。结果表明:路堤边坡植被恢复过程中表层土壤养分因子含量平均值变化范围分别为:有机质12.26～25.83g/kg、全氮0.60～1.25g/kg、铵态氮7.16～35.10mg/kg、硝态氮4.15～7.42mg/kg、速效磷9.30～26.68mg/kg。植被恢复过程中,土壤养分特征受恢复年限、土层、坡向的影响。随着恢复年限的增加,表土养分条件明显好转,说明植被对土壤的培肥作用与时间密切相关。0—10cm土层土壤养分含量明显高于10—20cm土层,阴面边坡土壤养分含量高于阳面边坡。在人工扰动下,群落的α多样性主要受恢复年限和土壤中硝态氮含量的影响。恢复到17a时,边坡土壤养分和群落α多样性均达到较高水平。本研究对路堤边坡土壤质量及群落多样性的提高具有重要的意义,对高速公路生态建设和水土保持具有一定的参考价值。     

金尾矿废弃地不同植被恢复模式群落特征

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式的植被特征和物种多样性,以福建紫金山金矿废弃地为研究对象,对6种不同植被恢复模式群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式群落的物种组成、重要值和物种多样性,并与未被破坏的自然植物群落进行了比较分析。结果表明:人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数呈现出相同的变化趋势。植被恢复9a后,人工植被恢复群落物种组成仍以草本植物为主,五节芒、藿香蓟、艾草、三叶鬼针草和柳叶箬对废弃地有较强的适应能力,可作为乔、灌、草相结合治理模式的配置草种。不同植被恢复模式的群落特征和物种多样性存在差异,马尾松—枫香—本地河滩草模式物种多样性较高,植被恢复效果较好,其次为马尾松—邓恩桉—本地河滩草模式,马尾松—樟树—胡枝子—本地河滩草模式的植被恢复效果不明显。     

土壤水分变化对草原植被群落及其光谱特征的影响

以锡林郭勒典型草原为研究区,于2008年5月-2009年5月,分别对不同水分条件下草地的光谱反射率、覆盖度和地上生物量进行测定,以研究草原植被群落及其光谱特征对土壤水分的响应.结果表明,水分波动对典型草原植被结构以及光谱特征具有明显的影响,其中水分充足(丰水年型)能够明显改善典型草原植被结构,增加牧草种类,提高牧草地上生物量,其植被光谱特征在旺盛生长期呈现出显著优势,4种典型植被指数较平水年型、歉水年型显著增加;枯黄期不同水分处理草地植被指数RVI之间呈显著差异(P＜0.05),其余植被指数之间差异不显著;返青期不同水分处理草地植被指数DVI之间呈显著差异(P＜0.05),其余植被指数之间差异不显著.     

干旱荒漠区封育沙地植被群落特征变化研究

以天然植被围栏封育和人工种植+围栏封育措施下沙地植物群落为对象,以无封护的流动沙地做对照,研究了不同恢复措施对沙地群落物种组成及结构变化的影响.结果表明,(1)封育15 a后,人工种植+围栏封育区侵入物种的丰富度随演替的进展已达12种,其中猪毛菜7.562株/m~2,碟果虫实3.233株/m~2,雾冰藜3.017株/m~2,沙米1.615株/m~2,狗尾草1.112株/m~2.种类组成及生活型结构在向天然植被围栏封育区植物群落靠近,但两者间仍表现出较大差异.(2)在类型组成上,两种封育措施区差异主要表现在优势科及各科种类数量上.(3)在综合多样性特征上,两种措施区草被层的Shannon指数和丰富度指数存在显著差异,而其余各指数两者差异均不显著,但天然植被围栏封育区灌木层的生态优势度指数较高.(4)群落的相似性指数表明,两种封育措施间的植物群落差距较大,且2种封育措施下的植物群落与植被呈零星状分布的无封护措施的流动沙地相比,生态差距均十分显著,这表明封育可明显促进沙地植被的多样性恢复,其中人工种植对沙地植物群落物种多样性恢复的作用是相对缓慢而渐进的.     

废弃矿山边坡生态修复中植物群落配置设计——以太行山北段为例

废弃矿山边坡生态修复的最终目的是建立稳定的植物群落,这就要求根据不同的生态修复方式、方法和不同植物的生物生态特性和群落演替规律,对修复目标植物群落进行合理的配置设计。在对太行山北段白云岩矿山基质、水文、气候等生态要素充分调查基础上,对矿山边坡植物群落演替规律进行了研究。结果表明:（1）太行山北段白云岩矿山边坡生态退化的成因为矿山开采导致的边坡植被的消退,而目前的修复方式以草本植物修复为主。（2）在对目标植物群落类型进行归纳分类的基础上,总结了生态修复的设计原则,即乔灌草结合的立体生态系统,这样解决了植物在恢复生长时期受基质流失和水分不足的问题,生物多样性将得到较好的恢复。     

Reclamation of lignite mine areas with Triticum aestivum: The dynamics of soil functions and microbial communities

In this paper is studied the dynamics of the soil microbial structure and function, and enzymatic activities during a chronosequence (0, 5, 10, 15 and 20 years) after reclamation of coal mine areas with wheat (Triticum aestivum). Due to the homogeneity induced by monoculture all over the sites, similarity in the dynamics of structural and functional soil attributes was expected. Moreover, the idea of Whisenant (2002) claiming non monotonic succession unfolding during the reclamation process was checked. Soil samples were collected from the upper 12 cm of cultivated fields differing in their post-reclamation age, and they were analyzed for physicochemical variables, microbial community structure (PLFAs), catabolic profiles (Biolog Ecoplates) and enzymatic activities (β-glucosidase, urease and alkaline phosphatase). Fields outside the mine area, cultivated with the same species were used as controls. Exhibiting rapid growth from 0 to 4–5 years after reclamation, slow decline from 5 to 10 years and stabilization after 10 years, the abundances of the microbial groups (Gram⁺, Gram⁻, fungi, protozoa) showed similar dynamics. Similar dynamics displayed also the activity of alkaline phosphatase and β-glucosidase, which increased gradually from 0 to 10 years and stabilized afterwards. By contrast, the activity of urease showed an inverse temporal pattern. After 15 years, the microbial abundances, the functional diversity (Shannon index), and the soil enzymatic activities of the reclaimed soils converged to values recorded in the controls fields. Significant shifts in the microbial community structure were not detected, probably because of the type of reclamation (agricultural use). However, when the overall PLFA and carbon utilization data sets were analyzed, it was revealed that the microbial community structure changed non monotonically in the transition between 0 and 5 years after reclamation, while the carbon utilization profiles exhibited more complex successional patterns. Above findings support the idea of non monotonic successional processes in soil microbial communities.     

植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响

为研究排土场边坡细沟侵蚀特征,采用野外调查方法,以内蒙古永利煤矿为研究对象,测定不同排土年限（1、3、5 a）和植被措施（裸地、沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺、沙柳方格+沙打旺）的排土场边坡物理指标和细沟形态指标。结果表明：1）排土年限为5 a时,同一措施下分形维数和土壤容重较1 a增大3.60%～7.20%和7.26%～20.00%,含植被措施土壤颗粒分形维数较裸地小0.40%～3.80%。2）以排土年限1 a为基准,裸地和沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺措施的细沟总长、细沟密度、平均沟深、平均沟宽和细沟割裂度随排土年限增加而加大97.65%～349.76%、10.34%～277.59%、80.51%～205.11%、28.69%～83.50%、50%～625%和86.37%～129.30%、12.96%～175.93%、1.81%～21.32%、60.61%～67.63%、75%～275%。3）排土年限为3和5 a时裸地细沟侵蚀模数较1a增加4.11%和581.28%,沙柳方格+沙棘+油菜/沙打旺减小27.27%和50.65%。4）细沟总长、平均和最大沟深是评价细沟侵蚀和细沟形态的优选指标。研究结果可为矿区生态恢复重建提供参考。     

北江红壤河岸坡面侵蚀水动力特征

受自然和人为干扰的交互影响,北江河岸带水土保持功能退化严重.本研究基于野外原位模拟径流冲刷试验,分析不同坡度(7°、9°、11°和15°)和放水强度(15、12和9 L/min)条件下红壤河岸坡面侵蚀水动力学参数变化特征及其与侵蚀产沙的关系.结果表明:1)平均流速随放水量增加而增加,在相同放水量下与坡度呈极显著线性正相关关系(P＜0.01);雷诺数随着放水时间增加总体上呈增大趋势,但增幅较小,坡度对雷诺数的影响较复杂,无明显规律;弗劳德数随放水历时增加呈先减小后趋于稳定,各处理的平均弗劳德数均＞1,说明坡面流均处于急流状态,且与坡度呈线性极显著正相关关系(P＜0.01);阻力系数随着放水时间增加总体呈增大趋势,且随坡度增加呈先增大后减小的趋势,说明阻力系数与坡度可能存在非线性关系.2)径流系数随放水历时增加呈先增大后趋于平稳趋势,相同放水量下随坡度增大而增大,同时坡度之间存在显著的幂函数关系(P＜0.05);侵蚀产沙量随着放水历时的增加呈先减小后稳定的趋势,且随坡度的增大而增大,二者之间存在显著的线性关系(P＜0.05).3)侵蚀产沙量随水流剪切力和水流功率的增大而增大,且与二者之间均存在线性显著正相关关系(P＜0.01).鉴于河岸带作为阻滞坡地泥沙进入河流的最后一道屏障,本研究的结果可为红壤河岸带坡面水土保持提供科学依据.     

光伏电厂干扰下高寒荒漠草原区植被和土壤变化特征

为了研究光伏电厂对高寒荒漠草原区植被与土壤的影响,以共和盆地塔拉滩倍翔光伏产业园区为研究对象,采用样地调查法选取围封区(WF)、围封+光伏区(WG)和自然生长区(DZ)内3块10m×10m典型样地,调查了各类型区植被群落结构和土壤理化性状特征,并结合各指标间的差异评价了光伏电厂对其植被和土壤的作用效果。结果表明:围封和光伏电厂对植被与土壤具有显著影响,与2013年相比,2015年围封+光伏区(WG)植被群落的植物种数、盖度、地上生物量、丰富度指数、土壤含水量、有机质和全氮依次升高了116.7%,83.9%,68.7%,119.2%,88.6%,83.0%和81.8%,呈现显著变化(P0.05)。光伏发电板可改善高寒荒漠草原植物生长所需的环境因子,增加土壤水分,起到保育脆弱生态系统和防风固沙的作用,促使荒漠草原朝着正向演替发展。     

陡坡面发育的细沟水动力学特性室内试验研究

为了为黄土高原陡坡水蚀预报模型的建立提供科学依据,通过组合不同坡度（21°、24°、27°）、不同流量（6.5、8.5、10.5 L/min）的陡坡室内放水冲刷试验,对坡面细沟侵蚀发生过程中的坡面流水动力学特性进行了研究。结果表明,在试验的坡度和流量范围内,坡面流的雷诺数Re在798～4620之间变化,且雷诺数Re变化幅度随冲刷历时的增大而增大。而坡面流弗劳德数Fr在整个试验过程中均大于1,表明坡面流处于急流范围。坡面流阻力系数f随雷诺数Re的增大而增大,其变化还受坡度的影响。坡面在径流冲刷侵蚀过程中,流速随冲刷时间的延长和冲刷形态的变化呈现出先减小后增大又减小的变化趋势。     

不同种植模式和坡度对片麻岩山坡地氮素流失的影响

通过室外人工模拟降雨的方法,研究了在不同坡度(5°,15°,25°,35°)与不同欧李种植模式(1,2,3行)下对片麻岩山坡地土壤坡面氮素流失和产流的影响。结果表明:(1)产流时间随着坡度增大而提前,平均产流时间从种植模式3行到1行推迟了59.23%,2行到1行推迟了32.28%;不同种植模式下产流强度及波动幅度均为1行>2行>3行;(2)降雨过程中,不同种植模式下氮素流失量和流失浓度表现为1行>2行>3行,不同坡度下,氮素流失量和流失浓度为5°<15°<25°>35°,临界坡度为25°;(3)相同坡度,种植模式由2行到3行时硝态氮流失量减幅最大,5°,15°,25°,35°分别减少了16.78%,44.71%,41.33%,41.89%;(4)氮素流失过程中硝态氮流失量占比40.35%,铵态氮流失量占比10.13%,流失形式以硝态氮为主;(5)相同种植模式,2种氮素流失量和流失浓度与坡度存在二次函数关系,相同坡度,与种植模式存在线性关系,相关系数(R^2)范围分别为0.531~0.999,0.102~0.999;(6)种植模式与硝态氮流失量和铵态氮流失量均呈线性负相关关系,是影响氮素流失的主要因子。在片麻岩山坡地,利用多行交错方式种植欧李可显著降低氮素流失。     

植被重建下露天煤矿排土场边坡土壤碳储量变化

植被重建是治理排土场边坡水土流失最直接也是最有效的生物措施,研究不同植被重建模式下土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量的空间分布规律是筛选适宜排土场边坡生长的植被模式的重要条件。选取内蒙古黑岱沟露天煤矿治理15年的排土场边坡中4种植被重建模式(自然恢复地、草地、灌木林、乔木林),采集270个土壤剖面(0~100 cm)样品,研究不同重建模式下SOC储量的变化。结果表明:(1)植被重建模式显著影响剖面SOC、TN含量及分布(p0.05),0~10 cm和10~20 cm SOC、TN均呈草地灌木乔木自然恢复地,20 cm以下各土层SOC、TN虽然也表现相似的特征,但差异随土层深度增加越来越小。(2)剖面SOC密度和储量表现为原地貌区治理排土场新建排土场。经15年植被重建后,排土场边坡表现出巨大的固碳能力,1 m深度的林地和草地碳储量分别增加了5.38、11.85 t hm-2,但仅原地貌水平的1/2和3/5。(3)林地和草地的固碳速率分别为35.87、79.01 g m-2a-1,草地的固碳速率是林地的2.2倍,从土壤固碳及水土流失防治的角度考虑,建议矿区排土场边坡植被重建优先选择草地,其次灌木。     

子午岭地区近150年演替序列下植被群落组成与结构变化

[目的] 研究自然恢复条件下植物群落组成与垂直结构变化,为黄土高原的植被建设与高质量发展提供理论依据。 [方法] 以空间代时间的方法,调查分析子午岭地区从弃耕到顶级群落植被的物种组成、多样性特征;并构建反映群落垂直结构特征的指数,研究其变化趋势。 [结果] ①该地区共观察到植被种类42科98属115种,其中8个演替序列中有32科77属88种。 ②演替中群落总体的物种多样性和丰富度均呈显著增加趋势,演替初期两指数值分别为0.901与1.702,演替末期则为1.998与2.665,且在中期均表现出单峰突增态势,而均匀度变化不明显。 ③演替中,乔木各指标有增加趋势;乔木胸径初期为12.13 cm,末期增加至22.19 cm,冠幅由11.64 m²增加至41.54 m²,乔木生物量由54.07 t/hm²增加至175.13 t/hm²;而灌木各指标变化不显著,灌木生物量在演替中期呈现显著峰值,最高为9.56 t/hm²,但在随后的演替过程中呈迅速波动下降态势,演替末期生物量仅为1.82 t/hm²。由灌木群落演替至乔木群落时,枯落物层的厚度显著增加,而盖度在各演替阶段间无显著性差异。 ④演替初期的综合垂直结构指数较低且相近,为0.086～0.104,演替中期迅速增加至0.349,在演替接近末期时达到最大值0.477。林下植被垂直结构指数在演替中期最高(0.342),演替末期降低并趋于稳定(0.195～0.246)。 [结论] 随着自然演替,群落物种多样性和丰富度均得到显著提升,群落总体垂直结构向复杂化发展,林下垂直结构则在演替后期呈现退化。