侵蚀环境撂荒地植物群落恢复动态研究

以侵蚀环境不同退耕撂荒年限样地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法调查植物群落特征,分析植物恢复过程。结果表明：植物群落覆盖度和地上生物量随退耕撂荒年限的增加,恢复演替的推进逐渐增大;群落物种多样性指数与撂荒年限呈正相关,而群落优势度指数与撂荒年限呈负相关;物种多样性指数能极好地反映群落物种丰富度,并能客观表达物种的动态变化,其演变呈升—降—升的趋势,退耕撂荒3、10和25 a左右时为物种多样性指数的高峰。植物群落结构稳定性与物种多样性、群落生物量、覆盖度和优势度关系密切,随着退耕撂荒地植被恢复演替的进展,植被结构稳定性呈阶梯式增强,从而为侵蚀环境生态恢复提供了基础保障。     

黄土丘陵区退耕地土壤养分变异特征

在延安、安塞和吴旗选择典型黄土丘陵不同植被类型区的不同年限退耕地为试点,通过S型方法采集土样,应用土壤养分系统研究法进行了养分分析,并应用传统统计学对土壤养分变异进行了研究。结果表明,不同植被类型区土壤养分性质均存在着空间变异。受传统农业影响的有机质、全N、有效N和速效K的变异较大;而全P和速效P的变异相对较小。不同退耕年限的土壤养分含量及其变异系数存在着明显差别。退耕初期,受耕作和施肥影响,土壤养分含量较高,植被特征指数呈显著上升趋势且变异性较大;随着耕作施肥活动的停止和植被恢复对土壤养分的消耗,使土壤养分含量有一个降低的过程,土壤养分的变异也较大;而随着植被恢复和群落演替的继续,植被枯落物逐步增多,土壤也逐步发育,植被指数与土壤养分均呈增长趋势,并在退耕地20年左右时达到稳定状态,但土壤的发育往往滞后于植被特征的变化。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被自然恢复过程——以吴起县双树沟流域为例

采用TWINSPAN分类法对黄土丘陵沟壑区吴起县双树沟流域30个自然恢复草地植被进行分类,并对分类后各植被群落特征和地上生物量进行统计分析。结果表明：在自然恢复条件下,随着退耕年限的不断增加,退耕地植被自然恢复依次经历了猪毛蒿群落-赖草＋长芒草群落-赖草＋铁杆蒿群落-铁杆蒿群落-铁杆蒿＋茭蒿群落5个发展阶段,地带性植被类型铁杆蒿＋茭蒿群落在研究区内开始出现,并且已经占有一定优势;随着退耕地植被自然恢复的不断进行,Margalef等丰富度指数以及Shannon-wiener等多样性指数、Pielou等物种均匀度指数和地上生物量都呈现出先减小后增大的发展趋势;在植被自然恢复的稳定阶段,虽然物种丰富度指数和物种多样性指数有一定的增加,但是相对恢复初期来讲还是有所下降,并且有达到与初期相当水平的趋势;物种丰富度指数均在第1恢复阶段最大,而均匀度指数Jsw以及Shannon-wiener指数在第5恢复阶段最高。随着退耕地植被自然恢复的不断进行,植被群落总盖度随着退耕年限的延长而不断增大。     

黄土丘陵区不同退耕年限植被多样性变化及其与土壤养分和酶活性的关系

通过野外植被调查研究黄土丘陵区草原带退耕地植被在自然恢复过程中的演替规律及物种多样性特征,通过室内土壤样品分析土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量及土壤脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性动态变化过程,并对植物多样性指数和土壤养分及酶活性进行相关分析。研究结果表明,黄土丘陵区草原带退耕地在长达75a的自然恢复过程中,植物群落演替以菊科(猪毛蒿)与黎科(虫实)等为主的一年生草本开始,逐步演替为多年生草本群落,最后形成以大针茅+长芒草为优势种的顶级草原群落,植物物种数总体上呈现增加趋势;物种多样性指数随退耕年限延长均呈波动性上升趋势;土壤养分及酶活性均随退耕年限的增长亦呈波动性上升趋势。自然恢复75a,Margalef指数、Shannon-Wienner指数及Pielous指数分别增加83.3%、31.8%、21.4%;土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了185.0%、164.8%、152.9%、109.8%;土壤脲酶、转化酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性分别增加了64.0%、7.8%、51.1%、11.8%。土壤养分及酶活性与Margalef指数、Shannon-Wienner指数之间存在显著正相关关系,与Pielous指数相关性不显著。     

北川河流域退耕还林还草地主要植物群落物种多样性研究

对大通县北川河流域内不同植物群落全面考察的基础上,根据立地条件、植被及土地利用方式等因素,选取代表性地段,设置了24个标准地,应用丰富度指数、Gleason指数、Simpon指数、Shannon-Wienner指数和均匀度指数来综合分析物种丰富度、生态优势度、群落物种多样性和均匀度。结果表明:在不同的退耕时间序列上,随着时间的推移,群落逐渐趋于稳定,群落物种多样性和丰富度呈“小-大-小”的变化过程,而均匀度和优势度指数呈“大-小-大”的变化过程;对不同起源地的群落多样性,天然林>退耕地>耕地,且退耕多年地段的群落物种多样性接近于天然林。     

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。     

安塞黄土丘陵沟壑区退耕地的土壤种子库特征

 采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究安塞黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性以及相似性特征。结果表明:阴、阳坡12个样地的土样中,共萌发了28种2442株幼苗,隶属于11科23属;05 cm土层的土壤种子库密度变动于（900.1±351.3）6 466.8±1 708.4粒.m-2之间,510cm土层的值变动于（116.7±61.4）2466.7±914.4粒.m-2之间;随着退耕年限的增加,土壤种子库的总密度都呈明显的递减趋势;阳坡的土壤种子库密度为阴坡的2.23.4倍;猪毛蒿和臭蒿是退耕地阳坡样地土壤种子库的优势物种,阴坡样地的优势物种是猪毛蒿;随着退耕年限的增加,土壤种子库的均匀度与退耕年限呈显著正相关,丰富度和多样性基本上呈上升趋势,生态优势度则呈下降趋势,说明随着退耕年限的增加,优势种趋向不明显;样地种子库组成成分的相似性分析表明,退耕演替的过程基本上也是土壤种子库空间异质性加大的过程。     

五台山森林群落中物种多样性对旅游干扰的生态响应

在对五台山森林植被进行分类的基础上,利用丰富度指数、均匀度指数和多样性指数,研究了不同森林群落中物种多样性对旅游干扰的生态响应。结果表明:(1)各项指数与群落类型有关,群落物种数量越多,其丰富度较大;群落结构越复杂,层次越分明,其多样性指数越大。同时,各项指数与群落发展的限制因素有关,干扰区群落多样性主要受旅游的影响,非干扰区群落多样性主要受海拔等自然条件的影响。(2)干扰区森林群落随着旅游影响的增大,除Simpson指数外,其它指数都呈现下降的趋势。非干扰区森林群落随着海拔高度的增加,除Simpson指数和Alatalo指数外,其它指数都呈下降的趋势。     

陕北安塞退耕地持久土壤种子库与地上植被的对应关系

通过研究陕北安塞退耕3~31 a的阴阳坡10个样地的持久土壤种子库特征及其与地上植被的关系,分析持久土壤种子库在植被恢复中的作用。结果表明：调查样地持久土壤种子库由15个科36个物种组成,种子密度在1 908~12 617粒/m2之间,1年生物种占80%,随着退耕演替的进行,种子库中1年生物种比例呈下降趋势,多年生物种比例呈上升趋势,地带性物种在持久种子库中的比例也随退耕时间的延长而增加,物种数和种子库密度均随退耕演替先增大后降低;持久土壤种子库与地上植被的相似性较低,Serensen相似性系数为0.21~0.42;通过对适宜物种的确限度及土壤种子库大小的分析,认为该区退耕地的持久土壤种子库具有一定的植被恢复潜力。     

石羊河中下游河岸地下水位与植被物种多样性变异及其关系

选择物种丰富度指数、Shannon-Weiner指数、均匀度指数和Simpson优势度指数,根据石羊河中下游8个调查样地的11个地下水位观测井和植物样地野外采集的数据,对石羊河中下游河岸带地下水位及物种多样性特征进行了分析。结果表明:石羊河中下游物种多样性与地下水埋深有显著的关联性,随着地下水埋深增大,石羊河中下游物种丰富度和多样性均表现出递减趋势,反映了水分是影响植被分布和生存的主要因素,地下水位的不断下降和土壤含水率降低是引起石羊河下游植被多样性变化的主导因子。     

黄土丘陵沟壑区退耕还林工程对植被恢复影响的研究--以陕西吴旗县为例

在对吴旗县乔木林、灌木林和草原群落野外调查的基础上，对其植被恢复及植被恢复与水土流失的关系进行了定量分析，结果表明，在吴旗县这样的自然地理条件下，通过退耕还林、封山禁牧，植被完全可以得到恢复，完全可以控制水土流失的发生。在自然恢复初期，植物群落将以草原地带性植被为主，并可以恢复到稳定阶段。三种植被群落在植物多样性方面差异并不大，草原群落的物种多样性和群落均匀度要略小于乔木林和灌木林群落。     

北江干流河岸带不同植被类型植物物种多样性分析

以北江干流河岸带4种典型植被类型(竹林、草地、混交林和桉树林)为研究对象,采用样方法调查分析其群落特征和物种多样性,运用冗余分析(RDA)探讨北江河岸带植物物种多样性与环境因子之间的关系。结果表明:北江河岸带植物物种受热带季风气候影响,植物种类繁多,共调查到59科116属136种植物,群落科属组成分散;4种植被类型的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和均匀度指数变化规律一致,均以混交林最高,竹林次之,桉树林最低,但各植被类型间差异并不显著,说明北江河岸带不同植被类型维持物种多样性的异质性较小,其作用更多体现在为不同物种提供栖息地;RDA结果显示,植物物种丰富度、均匀度和多样性指数与乔木层高度、草本层盖度和海拔均呈正相关,而与至河流距离和土壤含水量呈负相关,在选取的7个环境因子中,海拔对北江河岸带植物物种多样性的影响最大,土壤含水量影响次之,至河流距离影响最小。     

1999-2018年延安市各区县退耕还林草实施效果分析

为明析“退耕还林草”政策实施以来延安市各区县实施效果,基于统计年鉴数据,以1999—2018年延安市退耕还林草植被恢复概况为基础,分类汇总各区县退耕还林草面积(退耕还林、封山育林和荒山造林)、乔灌草分布和生态经济比例,总结该区退耕还林草工程实施效果,剖析其存在问题,建立适宜当地退耕还林草发展的综合治理模式,以期为后续退耕还林草工程实施提供理论参考。结果表明：(1)截至2018年,延安市累计完成退耕还林草面积71.82万hm²,主要在吴起县(13.78万hm²)、安塞区(9.48万hm²)和志丹县(9.04万hm²)最高,其中退耕还林面积最大(44.18万hm²),其次为荒山造林(26.02万hm²),封山育林最少(1.63万hm²);(2)植被覆盖度整体随时间显著增加(p<0.01),决定系数R²=0.87,主要分布在黄龙县(90.5%)、黄陵县(89.7%)和富县(86.7%),延川县、子长县和吴起县最低...     

黄土丘陵沟壑区退耕还林的水土保持效益研究-以陕西省吴旗县为例

在野外调查和试验小区观测的基础上,对吴旗县退耕还林所取得的水土保持效益进行了定量分析和研究,结果表明,通过退耕还林、封山禁牧,吴旗县植被覆盖率得到了明显提高,极大地改善了土壤的理化性质,植被群落趋于稳定,水土流失现象得到有效遏制。由此可见退耕还林、封山禁牧是治理黄土丘陵沟壑区水土流失的有效途径。     

陕北黄土高原森林群落物种多样性分析

晋陕蒙能源基地榆神府矿区,煤炭资源丰富,是我国重要的能源重化工基地。由于地处鄂尔多斯盆地东北部的黄土丘陵区和毛乌素沙地,自然条件恶劣,生态环境十分脆弱,水土流失是该区主要环境地质问题之一,而煤炭资源的大规模开发,必将加剧水土流失和环境恶化。根据1987年、1992年和1999年3期TM卫星遥感影像解译成果,在地理信息系统空间数据库功能的支持下,应用层次分析法,评价了该区水土流失现状,初步揭示了水土流失影响因素和发展规律。结合调查成果,研究了矿山开发等对水土流失的影响,并进行了初步预测评价,为该区环境保护和水土流失的防治提供了依据。     

黄土丘陵区不同林地土壤水分动态变化

研究黄土丘陵区不同林地的土壤水分变化,对于改善黄土高原生态环境建设有着重要的意义。采用定点监测的方法,对陕西省吴起县不同林地土壤水分动态变化进行了研究。结果表明:不同林地在生长季中土壤蓄水量具有显著差异,其顺序为:沙棘林>河北杨林>油松林>山杏林;林地的土壤蓄水量变化具有明显的季节性,根据生长季内土壤蓄水量的变化,可以将土壤水分变化分为3个时期:土壤水分恢复期、土壤水分消耗期、土壤水分补充期;各林地0-200 cm土层土壤水分变异系数从小到大为:山杏林>河北杨林>沙棘林>油松林;在雨水入渗、蒸发、蒸散的共同作用下山杏林地在0-60 cm土层含水量的变化明显大于其它林地。研究结果揭示了不同林种对土壤水分消耗和补给的影响,为当地造林结构配置和植被恢复与重建工作提供一定参考依据。     

黄土丘陵区典型县域农业生态安全综合评价——以延安市宝塔区和安塞县为例

黄土丘陵区是一个特定的生态环境脆弱区,对这个地区的生态安全评价显的尤为莺要.采用层次分析法研究建立了黄土丘陵区农业生态安全综合评价指标体系.并以延安市宝塔区和安塞县为典型区,利用数学模型计算出这2个区域的农业生态安全指数,以此表征黄土丘陵区的农业生态安全现状,并针对此区域的生态安全问题提出相关建议.     

黄前水库集水区典型人工林群落物种多样性

 为给黄前流域人工林综合治理的进一步实施提供科学依据,对流域内4种人工林群落的植物区系组成和地理成分进行分析,并采用常规生物多样性的调查方法对其物种多样性特征进行了定量研究。结果表明:1)该流域的植物区系比较丰富,占泰山植物区系物种总数的13.02%;2)4种人工林灌木层和草本层的Simpson指数、Shannon-Wienner指数和均匀度指数差异显著,物种丰富度指数差异不显著,草本层发育明显好于灌木层;3)各人工林尚处于演替初期阶段,混交林下多以阴生性植物为主,其他林下植被发育常以禾本科等阳生性植物为主;4)不同人工林物种总体多样性特征分析表明,板栗林总体物种丰富度最低,均匀度指数最大,多样性指数较低,而赤松+元宝槭混交林总体物种丰富度最大,多样性指数也最大,均匀度指数较低,群落总体多样性混交人工林较大而单一林分较小,混交人工林更有利于林下植被的发育和更新。     

元阳梯田全福庄流域水源涵养林的植物多样性分析

元阳梯田已有1 200多年的历史,水源涵养林的存在对于梯田的延续具有重要的价值。为得到元阳梯田水源涵养林的植物多样性分布特征,对元阳梯田全福庄流域4种主要植被类型水源涵养林下的植物物种数量特征、物种丰富度、多样性、均匀度等多样性规律进行了标准样地调查。结果表明,研究区共有植物155种,隶属66科,其中,山茶科、禾本科、蓼科植物占有绝对优势,不同植被类型森林群落的优势种不同;物种丰富度大小为:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林;物种多样性特征表现为,乔木层:次生常绿阔叶林>次生落叶阔叶林>杂木林>人工水冬瓜林;灌木层:次生常绿阔叶林>杂木林>次生落叶阔叶林,人工水冬瓜林无灌木层分布;草本层:次生落叶阔叶林>人工水冬瓜林>次生常绿阔叶林>杂木林。植被分布的物种丰富度和均匀度对物种多样性存在交叉影响。