黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中的土壤水分变化研究

选择了黄土高原安塞县境内的纸坊沟、县南沟、西沟、郭阳湾等不同流域,对黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程中的土壤水分变化规律进行了研究.研究结果表明,随着退耕年限的增长,60 cm以下土层的土壤水分含量逐渐减少;对于不同地形条件的土壤含水量,阴坡＞半阴坡＞阳坡,坡下＞坡中＞坡上,并且随着坡度的增大,土壤含水量减小;不同的植被类型土壤水分含量也不同,在选择的草地、灌木地、林地3种植被类型中,以草地的土壤含水量最高,林地最小,灌木地介于两者之间;从恢复方式看,自然恢复的土壤水分含量相对较高,人工恢复的土壤水分含量相对较低,自然+人工恢复介于两者之间.另外,对于同一种植被类型,生物量越大,土壤水分含量越小.     

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。     

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。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中土壤物理特性变化研究

以黄土高原典型丘陵沟壑区--延安燕沟流域为研究对象,分析了黄土丘陵区退耕地植被恢复过程中不同恢复年限、不同植被类型以及不同恢复方式下的土壤物理变化特征,结果表明对于土壤含水量,草地>灌木地>乔木地,自然恢复>自然+人工恢复,随着退耕年限的不断增长,上层土壤含水量不断增加,下层不断降低,随土层不断加深,其含量逐步趋于稳定;对于0～60 cm土壤平均容重及孔隙度,以灌木地土壤容重相对较大,孔隙度相对较小,乔木地的容重及孔隙度的变化与灌木地相反,并且随着退耕年限的不断延长,土壤容重不断减小,孔隙度不断增加,但是不同恢复方式下土壤容重及其孔隙度变化不大;对于0～60 cm土层>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量,自然恢复>自然+人工恢复,随着恢复年限的不断增长,其含量不断增加,而不同植被类型作用下的土壤水稳性团聚体含量变化不明显,但是其含量在不同土层变化差异较大.这就要求对退耕地进行植被恢复过程中,要深入了解当地的土壤环境特征,做到因地制宜,适地适树.     

吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中生物土壤结皮特征

以黄土丘陵沟壑区安塞县墩滩山的退耕地为研究对象,分析了退耕地植被自然恢复过程中生物土壤结皮的特点及其对土壤水分、土壤有机质和土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)生物土壤结皮的盖度随着退耕年限的增长不断增大,结皮的厚度也渐渐增加,且稳定在0.1~0.3 cm之间;(2)有结皮样地0—40 cm土层的土壤含水量一般比对照样地的土壤含水量要低,有结皮样地和对照土壤含水量都随土层深度逐渐升高,但升高幅度逐渐变小;(3)有生物结皮的样地土壤表层0—10 cm有机质含量比对照样地有机质含量大;10—20 cm土层有生物结皮的样地比对照样地有机质含量也高,但是差异不如0—10 cm土层明显;(4)随着退耕年限的增长,土壤侵蚀量逐渐减少,与退耕初期相比,退耕10 a以上样地土壤侵蚀量可减少30%~80%。说明在退耕地植被恢复的过程中,生物结皮改善了土壤表层性质,增强了土壤抗侵蚀能力。     

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。     

黄土丘陵沟壑区退耕地主要自然恢复植物群落的多样性分析

分别采用物种丰富度指数、多样性指数、Pielou均匀度指数J、Sorenson指数(Cs)和Bray-Curtis指数(CN)对黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复群落的多样性进行了初步研究。结果表明:(1)除丰富度指数变化不明显外,其它3个α多样性指数都反映出基本一致的变化趋势,即随着退耕年限的增加,多样性指数和均匀度指数的总趋势都是增加的,但变化比较平缓;(2)相似性系数Sorenson指数(Cs)的测度表明,每一群落类型总是与退耕年限最邻近的群落具有最高的相似度。随着退耕年限的增加,植物群落进一步发育,群落物种组成差异不断增加,群落之间的生态距离逐渐变远。而Bray-Curtis指数(CN)的测度结果与Cs不同。这种差异在一定程度上是对生境破碎化的一种反映。     

陕北安塞退耕恢复15年刺槐林与自然植被的物种组成与群落特征

为探讨陕北黄土丘陵沟壑区退耕恢复15年后刺槐人工林及自然植被的恢复特征,对安塞县三个流域"退耕还林"后栽植的15年左右刺槐林与林下植被及对应的自然恢复植被进行了调查与分析。结果表明:刺槐林下发现植物60种,隶属于27个科,49个属,以禾本科、菊科、豆科、蔷薇科植物居多;自然植被样地发现植物62种,隶属于21科49属,菊科、豆科和禾本科植物最多;无论刺槐林下还是自然植被,生长型多为一年生草本和多年生草本,水分生态型以旱生和旱中生植物为主,生活型方面地面芽植物占据优势地位;刺槐林下以狗尾草、赖草、牻牛儿苗、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花及长芒草等为优势群落,而自然坡面以白羊草、达乌里胡枝子、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花、长芒草及草木犀状黄耆等为优势群落;在阳坡自然恢复植被的群落盖度、地上生物量及物种多样性指数显著高于刺槐人工林(p0.05),而在阴坡二者差异不显著;认为在黄土丘陵沟壑区,阳坡刺槐林的植被恢复应考虑到林木生长对林下层的抑制作用,对现存郁闭度过高的林分应及时进行间伐管理以促进下层植被生长,合理进行乔、灌、草的配置,丰富群落层次结构,提升刺槐林生态功能。     

金尾矿废弃地不同植被恢复阶段物种多样性与土壤特性的演变

为探寻矿山废弃地植被恢复过程中植被和土壤的演替规律及物种多样性与土壤因子间的关系,以福建紫金山金尾矿废弃地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,对不同植被恢复阶段植物群落的物种多样性和土壤理化性质进行调查研究,并与未被破坏的自然植物群落和植被恢复前的裸尾矿进行比较分析。结果表明:(1)植被恢复能有效提高群落物种多样性,且随群落演替的进行呈上升趋势,不同植被恢复阶段的群落乔木层物种多样性明显低于灌木层和草本层,物种α多样性指数呈现相似的变化趋势;(2)植被恢复能有效改善土壤理化性质,不同植被恢复阶段的土壤容重和pH值随着恢复年限的增加而降低,土壤持水量和孔隙度逐渐提升,最大持水量和总孔隙度在恢复到11a时达到最大,相对于裸尾矿分别提高了112.91%和95.31%,有机质含量显著提高,是裸尾矿的1.99~23.30倍,养分含量逐渐增大,其中全磷和速效磷含量呈现先增加后降低的变化趋势;(3)相关性分析结果表明:植被恢复过程中物种多样性与土壤理化因子间具有明显的相关性,物种多样性与土壤养分含量呈现相似的变化趋势,植被的恢复不断改善着土壤理化性质,土壤肥力不断提高,而土壤理化性质的改善又促进了植物群落的发育和恢复发展。     

城市化进程中撂荒地植被恢复方式对植物多样性的影响

通过野外调查,研究鄱阳湖生态经济区城市化进程中农田生态系统撂荒后,自然更新和人工更新2种方式下的植物多样性和群落物种结构.结果表明：1）在撂荒地共发现42种植物,隶属22科42属,其中自然更新群落样地有10科20属,人工更新群落样地有19科34属;2）2个群落的科、属、种数在统计上差异不显著,只表现出人工更新群落稍高于自然更新群落,植物丰富度、多样性指数在统计上差异不显著,但是呈上升趋势;3）自然更新和人工更新2个群落间的植物种相似系数为0.44,自然更新和人工更新2个群落中的共有植物种类为12种,以一年生草本居多;4）应用除趋势对应分析排序方法（DCA）分析表明,2个群落结构间已形成梯度,在人工更新群落增加了多年生草本、多年生草质藤本和小灌木,人工更新减缓了植物多样性丧失的速度.在城市化圈地过程中,建议在撂荒期栽植乔木树种,有利于生物多样性的保护.     

中国黄土高原丘陵沟壑区退耕地植被分布的影响因子研究

A study was conducted in the forest-steppe region of the Loess Plateau to provide insight into the factors affecting the process of vegetation establishment, and to provide recommendations for the selection of indigenous species in order to speed up the succession process and to allow the establishment of vegetation more resistant to soil erosion. Four distinctive vegetation types were identified, and their distribution was affected not only by the time since abandonment but also by other environmental factors, mainly soil water and total P in the upper soil layers. One of the vegetation types, dominated by Artemisia scoparia, formed the early successional stage after abandonment while the other three types formed later successional stages with their distribution determined by the soil water content and total P. It can be concluded that the selection of appropriate species for introduction to accelerate succession should be determined by the local conditions and especially the total P concentration and soil water content.     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

紫色丘陵区旱地撂荒自然恢复提高土壤蓄水性能

为了探讨农地撂荒对土壤水分生态的影响,该文以湘中紫色丘陵区自然撂荒旱地为研究对象,以相邻样地比较法研究了不同演替阶段土壤物理特性、蓄水性能及其影响。结果表明:湘中紫色丘陵区旱地撂荒植被自然恢复,各演替阶段表层土壤(0~20 cm)容重显著变化(P0.05),大小依次顺序为:旱地草本群落乔灌群落灌丛群落,说明植被恢复导致表层土壤容重变小;灌丛和乔灌群落具有使土壤由粗粒径向细粒径转变的效能,此外,植被恢复能提高表层土壤孔隙度和蓄水性能。相关分析表明,旱地撂荒植被自然恢复土壤蓄水性能主要决定于土壤容重、孔隙度、粗砂粒(1~0.25 mm)和粉粘粒(0.05 mm)含量等指标;土壤粗砂粒含量高,容重大,非毛管孔隙度减小,蓄水量低;粉粘粒含量增加,土壤容重小,非毛管孔隙度增大,蓄水量高。该研究可为紫色丘陵区植被恢复及生态环境建设提供参考。     

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。     

太行山低山丘陵区植被恢复构建的生态对策和途径

 对太行山低山丘陵区的植被恢复研究成果进行回顾总结,并探讨太行山低山丘陵区植被恢复的生态对策和途径。基于该地区现代生境和植被退化的基本特征,总结植被恢复与构建的6项生态原则,提出植被恢复的途径:实施封禁措施充分利用天然植被的自然恢复力,采取人工促进措施,加速天然植被恢复进程,选择现有生态经济价值较高的本土种和归化种等多年生植物构建生态经济群落。对今后有关植被退化、恢复与构建尚待研究的问题进行了探讨,诸如:小尺度空间异质性对植被恢复产生的生态效应;在肥沃农田与天然植被之间的生境上,构建的生态经济群落,形成生态缓冲区;认识天然植被植物繁殖对策与干扰的关系,以太行山低山丘陵区陡峭悬崖之间的平台地段受人类干扰较轻的自然群落作为植被恢复的参照目标等。     

晋西黄土区极陡坡植物群落特征及自然恢复困难度分析

为了解黄土沟壑区极陡坡承载的植被类型及植被自然恢复状况,以晋西黄土区蔡家川流域内的极陡坡为研究对象,采用时空互代的方法研究了群落物种组成及多样性的时空变化,并对演替进程中植被恢复的困难程度进行评价。结果表明:晋西黄土沟壑区内极陡坡的主要植被类型为灌木和草本,随着演替阶段由稀疏灌木及草坡群落向乔灌草群落的递进,群落物种丰富度提高,物种组成更为均衡,多样性水平随演替进程先增加后略减,有利于群落朝着更为稳定的方向发展。方差分析结果表明,35°~55°极陡坡之间植被多样性整体差异不显著(P0.05),均一性较高,55°以上的地形植被分异明显。运用因子分析综合评价的方法,可将植被自然恢复困难程度划分为容易恢复、一般、较难、极困难恢复4个等级,一般和容易恢复的样地可采取自然修复的方式恢复植被,而对于较难和极困难恢复的样地,则应采取相关人工促进恢复措施,才有可能取得植被恢复的成效。     

北京门头沟采石场废弃地造林树种生长状况调查

矿山废弃地生态恢复是环境建设的一项重要工作,为了探讨不同矿山废弃地植被恢复措施,作者对门头沟采石场不同植被恢复措施中实施6年后的乔木、灌木树种生长状况进行了调查,在建立树种适应性指数的基础上,对11种树种在门头沟采石场废弃地适应性进行了评价。结果表明：1）灌木类型适应性普遍高于乔木树种类型,各乔木、灌木适应性差异显著;2）乔木适应性表现为黄栌〉银杏〉油松〉火炬〉侧柏〉桧柏＋侧柏混交林〉杜仲〉国槐,灌木适应性表现为桃树〉丁香〉连翘。     

燕沟流域土壤微生物学性质对植被恢复过程的响应

以黄土高原丘陵区陕北延安燕沟流域为例,研究了退耕地土壤微生物生物量对植被恢复过程的响应。结果表明,随植被恢复年限的增加,植被盖度、多度和物种数均呈现先增加后减少然后又增加的趋势。同对照农地相比,表层(0—5 cm)土壤呼吸速率和土壤微生物生物量均明显增加。表层土壤呼吸速率和微生物量碳、氮、磷分别比对照农地增加31.61%3~60.75%和15.19%5~12.81%、122.91%6~97.15%、193.5%2~068.17%。表层土壤呼吸速率对植被恢复的响应是在植被恢复初期(02~9年),随植被恢复年限的增加而增加;植被恢复305~5年期间,随植被恢复年限的增加而减少;而植被恢复55年以后,又随植被恢复年限的增加而增加。植被恢复过程中,土壤微生物量碳、氮和磷的变化与土壤呼吸速率变化趋势类似。除植被恢复8和16年外,植被恢复年限间的土壤呼吸速率、呼吸熵和微生物量碳、氮、磷均有显著性差异。表层土壤呼吸速率与土壤微生物量氮、磷呈极显著相关,土壤微生物量碳与土壤微生物量氮呈显著相关;而土壤呼吸熵与呼吸速率和微生物量碳、氮、磷相关性不明显。     

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。