黄土丘陵区典型植物群落特征及其与环境因子的关系

论文摘要

植被作为生态系统的重要组成部分，对控制水土流失具有非常重要的作用。然而，黄土丘陵区水土流失面积大，地形地貌复杂多样，依靠植被自然恢复为主，人工促进演替进程是植被快速恢复的最有效途径。了解当地典型植物群落特征和环境因子的相互关系，对于区域植被恢复重建及景观配置具有重要指导意义。本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法，分析了黄土丘陵沟壑区自然恢复的典型植物群落与环境因子的关系，取得以下结论：1.在物种组成上，铁杆蒿群落和白羊草群落较为均匀，长芒草群落和茭蒿群落的差异较大，铁杆蒿群落和白羊草群落相似性较小。随着恢复过程的进行，Menhinick和Margalef丰富度指数、Shannon-weiner指数随着演替的进行，呈现高-低-高的变化趋势和动态。Simpson多样性指数在恢复初期较小，随着恢复时间的延长呈逐渐增加趋势。Pielou指数的变化趋势与丰富度指数相反，呈现低-高-低的变化趋势。典范对应分析表明，群落的分布及其变化与环境因子密切相关；其中土壤有机质、恢复年限、土壤粘粒含量、坡向、海拔、硝态氮是影响退耕地典型群落分布及其特征的主要因子。2.逐步回归和通径分析结果表明影响群落生态优势度的主要因素有海拔、坡向和磷，其中磷的直接作用最大，生态优势度随着土壤磷含量的降低而提高。群落盖度同时受立地条件、恢复年限和土壤理化性质的影响，其中具有最大直接效应的是土壤全氮含量。影响群落地上生物量的主要有坡度、有机质、粘粒含量3个因子，其中有机质对群落地上生物量有显著的正直接作用；群落地下生物量受坡度、有机质、全氮、粘粒等的直接作用明显，有机质主要通过对全氮的正向间接作用影响地下生物量，坡度对地下生物量表现为正效应。3.四种群落的根系垂直分布都表现出了明显的随着土壤深度增加而减少的趋势，根据群落根系的垂直分布特征可划分为T1、T2和T3型。T1型在三种类型中，根系相对生物量在表土层0～20cm明显高于其它层次，曲线变化非常陡，为典型的表层根量聚积型，大多数草本植物群落根系属于这一类型。T2型和T3型分别为20～40cm和40～60cm层根系分布比例较高，曲线变化相对较缓和，为深根和浅根搭配的根型。群落根系的垂直分布受各环境因子的影响大小不同：T1型与硝态氮有很大的正相关性，而T2和T3型分布在有机质和全氮较高的群落，在P<0.05的显著水平上，土壤水分、容重、硝态氮是影响退耕地典型群落根系垂直分布特征的主要环境因子。4.植被演替过程中土壤养分和水分也表现为有规律的变化，铁杆蒿和长芒草群落的土壤有机质、全氮的变化趋势同群落的地上生物量的变化趋势基本相同，步调基本一致，呈逐渐增加的趋势；两种群落的全磷和硝态氮也表现了总的增加趋势，但与生物量的变化趋势不太一致。两类群落在恢复20年左右之前，土壤水分含量波动较大，到后期波动较小；铁杆蒿群落的土壤水分含量普遍高于长芒草群落。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的意义
• 1.3 研究进展
• 1.3.1 植被演替规律
• 1.3.2 植被恢复过程中群落结构和生物多样性的变化
• 1.3.3 植被恢复过程中土壤理化性质的改变
• 1.3.4 植被土壤的互动效应
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 植物群落特征
• 1.4.2 植物群落分布与环境因子的关系
• 1.4.3 植被- 土壤效应
• 1.5 研究方法
• 1.5.1 技术路线
• 1.5.2 测定项目与方法
• 1.6 预期目标
• 1.7 小结
• 第二章 研究区与样地概况
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理概况
• 2.1.2 气候概况
• 2.1.3 土壤概况
• 2.1.4 植被概况
• 2.2 样地情况
• 第三章 植物群落地上特征与环境因子关系
• 3.1 前言
• 3.2 数据处理
• 3.2.1 生物多样性的测度
• 3.2.2 数据处理
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 多样性指数的变化
• 3.3.2 样方与物种的 CA 分析
• 3.3.3 群落与环境因子的典范对应分析
• 3.3.4 群落物种多样性、生物量与环境因子的关系
• 3.4 小结
• 第四章 植物群落根系分布与环境因子关系
• 4.1 引言
• 4.2 数据处理
• 4.2.1 根系参数计算
• 4.2.2 分析方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 根系垂直分布特征
• 4.3.2 根系垂直分布类型
• 4.3.3 根系垂直分布与环境因子分析
• 4.4 小结
• 第五章 铁杆蒿、长芒草群落生物量及植被土壤效应
• 5.1 引言
• 5.2 数据处理
• 5. 3 结 果与 分 析
• 5.3.1 群落生物量的变化
• 5.3.2 土壤养分变化规律
• 5.3.3 群落土壤水分变化趋势
• 5.3.4 环境因子对群落地上生物量的影响
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 个人简历与发表论文