武陵山區(qū)小流域退化土地植被恢復生態(tài)學特性研究.pdf

1、針對長江中下游低山丘陵區(qū)土地退化現(xiàn)狀和我國現(xiàn)階段生態(tài)工程建設需求，以湘西北武陵山區(qū)女兒寨小流域為研究對象，研究了7種典型植被恢復模式的群落結(jié)構(gòu)、生物量分配格局、物種多樣性、土壤健康效應等生態(tài)學特征及水土保持、水源涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)服務功能，具有重要的理論意義和應用價值。 1、采用群落學研究方法，得出馬尾松天然林(C<,1>)、杉木人工林(C<,2>)、杜仲人工林(C<,3>)、油桐人工林(C<,4>)、潤楠次生林(C<,5>)、毛竹

2、杉木混交林(C<,6>)及荒草灌叢(C<,7>)7種恢復模式植物物種隸屬于89科175屬221種，以單種科和寡種科為主，占總科數(shù)的83.15％；屬內(nèi)種數(shù)的變化范圍為1～4，其中單種屬最多，占總屬數(shù)的82.29％。優(yōu)勢種群水平分布格局以聚集分布為主，有利于退化土地的植被恢復重建過程。 2、采用生物多樣性研究方法，研究表明喬木層物種以C<,5>最豐富，多樣性指數(shù)最高，物種分布最均勻；灌木層物種豐富度以C<,6>最高，C<,4>多樣性

3、與均勻度指數(shù)最大，優(yōu)勢度最小，C<,7>物種豐富度、多樣性及均勻度最低，優(yōu)勢度最大；草本層物種豐富度以C<,4>最高，C<,1>最低，C<,2>草本層多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)最大，C<,5>優(yōu)勢度最高。群落總體物種豐富度以C<,4>最高，C<,5>物種多樣性恢復效果最佳，C<,7>物種多樣性最低。建立了群落物種豐富度、多樣性指數(shù)、群落均勻度指數(shù)與生物量之間的回歸關(guān)系，而生態(tài)優(yōu)勢度與生物量之間為非性線關(guān)系。 3、采用多種定量分析方法

4、研究了植被恢復對土壤健康的生態(tài)恢復效應。6種森林植被對物理結(jié)構(gòu)的改良效應優(yōu)于荒草灌叢模式，不同恢復模式土壤結(jié)構(gòu)以C<,7>最差，C<,4>最好。C<,5>土壤養(yǎng)分狀況較好，有機質(zhì)、全N、全P、速效P、速效K含量均最高，而C<,7>土壤有機質(zhì)、水解氮較低，微量元素含量以C<,6>較低。土壤細菌數(shù)量最多，占全部微生物比例為72.83％～92.77％，其次為放線菌數(shù)量，占6.44％～25.61％，真菌數(shù)量最少，僅占0.79％～1.99％；微生

5、物生物量C/N以C<,5>最高?；牟莨鄥材Ｊ酵寥烂富钚誀顩r低于其它6種森林植被類型。 4、6種森林植被類型40cm土層土壤飽和貯水量高于荒草灌叢25.34％～75.04％，表明森林植被具有較好的改良土壤、提高土壤持水與蓄水能力的功能。土壤入滲過程以通用經(jīng)驗方程擬合效果最好。主成分分析表明，土壤水分入滲性能與土壤持水量、土壤孔隙狀況密切相關(guān)，土壤水分入滲性能與土壤持水量、土壤孔隙狀況密切相關(guān)，并受林分結(jié)構(gòu)、植被群落生物量、海拔、坡

6、度及坡位因子的制約，而坡向、草層蓋度、土壤容重的作用較小。通過雙重篩選逐步回歸分析，建立了土壤初滲率、穩(wěn)滲率、平均入滲率的主導因子方程。 5、油桐人工林產(chǎn)流產(chǎn)沙量最大，100m<'2>徑流小區(qū)分別為6.6977m<'3>、0.5283kg，潤楠次生林、荒草灌叢產(chǎn)流產(chǎn)沙量最小，分別為0.8095～1.7454m<'3>、0.0834～0.1229kg。產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量線性關(guān)系顯著，降雨量與產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的回歸關(guān)系以線性方程、二次多

7、項式和三次多項式擬合效果最優(yōu)。雙重篩選逐步回歸分析表明，土壤結(jié)構(gòu)與持水狀況、植被蓋度等下墊面因子對產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響較大，而海拔、坡度的影響較小，其中產(chǎn)流量主導影響因子為毛管持水量和總孔隙度，產(chǎn)沙量主導影響因子為最小持水量和毛管持水量。 6、建立了涵蓋植被、土壤及地形3類60個指標的植被恢復綜合效應評價體系，利用灰色關(guān)聯(lián)方法從土壤．植被系統(tǒng)進行了綜合評價。不同模式恢復效應大小排序為C<,5>>C<,2>>C<,6>>C<,1>>C<

8、,4>>C<,3>>C<,7>?；謴托u價指標關(guān)聯(lián)排序表明，Shannon．Weiner指數(shù)、毛管孔隙度、有機質(zhì)、蔗糖酶活性分別是植被、土壤物理、土壤化學、土壤生物學指標中與土壤健康關(guān)系最密切的4個指標；地形因子對恢復效應的貢獻大小排序為坡位>海拔>坡度>坡向。 7、生態(tài)恢復對女兒寨小流域水土流失控制與退化土地治理有較大改善，生態(tài)恢復適宜度為0.9239。林地面積最大(284.50hm<'2>)，斑塊數(shù)比例最大(73.49％)