低覆盖度行带式固沙林促进带间土壤、植被修复效应的研究

论文摘要

低覆盖度行带式固沙林是指人工造林一行或者多行乔灌木,带是指多行乔灌木之间的空间土地或者叫植被修复带。行带式是由窄林带（占地面积15%-25%）与宽的自然植被修复带（占地面积75%-85%）相间组合的一种复合植被模式。窄的林带与宽的植被修复带之间形成一个林与草的生态界面,即林草界面,具有显著的界面生态作用,能促进带间植被恢复。本研究以不同带宽的低覆盖度行带式固沙林为研究对象,于2009-2010年通过野外调查和室内分析,对带间植被群落组成与结构特征、土壤的理化特征、土壤微生物类群数量定量的分析研究,并对同一研究区不同带间距固沙林植被与土壤因子进行主成分和典型相关分析,对所选取的植被与土壤因子的指标体系模糊综合评价,获得了不同样地恢复程度的差异性系数。分析了林草界面生态学效应,揭示了林草界面对植被自然恢复的促进作用,提出了不同研究区行带式固沙林的适宜带间距。结论如下:1.行带式固沙林带能够明显的促进带间植被恢复与土壤发育;带间距离的宽窄程度影响土壤发育及植被恢复效果。2.不同研究区行带式固沙林随带宽的增加对土壤粉粒与粘粒形成的促进作用显著增大;土壤容重显著降低,土壤含水量显著升高;土壤养分含量随带间距的增加而增大;pH值则随带宽的增加更接近地带性土壤。3.土壤微生物数量总量随带间距的增大而增加,其中细菌是土壤微生物的主要组成部分。柠条固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为1.05（18m）、0.80（6m）、0.75（随机）;杨树行带式固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为0.76（20m）、0.52（15m）和0.48（10m）;樟子松行带式固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为0.47（24m）和0.34（12m）。4.不同研究区随行带式固沙林带间距的增加,植被物种组成逐渐复杂,数量逐渐增加,物种重要值变化明显,植被科属组成发生变化显著,多年生植物逐渐增加;植被多样性各指数与生物量显著增加,行带式固沙林与对照样地的相似性系数逐渐变大。带间距为18m和6m柠条固沙林与对照样地相似度分别为0.833和0.650;带间距为20m、15m和10m杨树固沙林地与对照样地相似度分别为0.769、0.588和0.485;带间距为24m和12m樟子松固沙林样地与对照样地相似度分别为0.654和0.609。5.不同研究区行带式固沙林带间植被根系生物量、总长度和表面积变化趋势表现为,18m柠条固沙林>6m柠条固沙林;20m杨树固沙林>15m杨树固沙林>10m杨树固沙林。24m樟子松固沙林>12m樟子松固沙林;带间距过小影响带间植被根系生长。6.柠条林草界面边缘效应影响域为0-14m,柠条林带配置的优化带间距为12-28m;杨树林草界面边缘效应影响域为0-18m,杨树林带配置的优化带间距为20-36m;樟子松林草界面边缘效应影响域为0-20m,樟子松带配置的优化带间距为16-40m,过宽或过窄都不利于行带式固沙林带间植被恢复效果。7.根据植被与土壤相结合为指标体系的模糊综合评价得出;带间距为18m、6m和随机柠条林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的75.78%、62.39%和53.54%;带间距为20m、15m和10m杨树林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的68.63%、55.01%和42.04%;带间距为24m和12m樟子松林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的61.79%和50.18%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 研究的主要内容
• 2 研究进展
• 2.1 沙漠治理的研究进展
• 2.1.1 国外沙漠治理发展历史
• 2.1.2 我国沙漠治理发展历史
• 2.2 固沙林的研究
• 2.2.1 植物固沙的基础理论研究
• 2.2.2 固沙林的密度研究
• 2.2.3 固沙林的分布格局研究
• 2.3 行带式固沙林的研究
• 2.3.1 低覆盖度行带式防风固沙林的概念和内涵
• 2.3.2 低覆盖度行带式防风固沙林的形成和演变
• 2.3.3 低覆盖度行带式防风固沙林在生态环境建设中的作用和地位
• 2.3.4 对土壤、植被修复效果评价的研究
• 3 研究区概况与研究方法
• 3.1 研究区概况
• 3.1.1 和林格尔研究区概况
• 3.1.2 敖汉研究区概况
• 3.1.3 鄂温克研究区概况
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 样地的选择
• 3.2.2 植被调查与取样
• 3.2.3 土壤调查与取样
• 3.2.4 土壤微生物数量的测定方法
• 3.2.5 根系的调查、取样与分析
• 3.2.6 数据处理方法
• 4 行带式柠条锦鸡儿固沙林带间土壤植被修复效应研究
• 4.1 样地布设及固沙林基本特征描述
• 4.2 土壤修复效应
• 4.2.1 土壤物理性状变化
• 4.2.2 土壤化学性质变化
• 4.2.3 土壤微生物数量分布特性
• 4.3 植被恢复效应
• 4.3.1 物种组成变化
• 4.3.2 植被结构变化
• 4.3.3 植被根系变化
• 4.3.4 林草界面边际效应影响域判断及适宜带间距预测
• 4.4 植被与土壤因子相关分析
• 4.4.1 不同样地植被与土壤因子选择
• 4.4.2 不同样地植被与土壤因子的典型相关分析
• 4.5 不同样地模糊综合评价
• 4.5.1 不同样地评价指标体系的选择
• 4.5.2 以植被指标为体系的模糊综合评价
• 4.5.3 以土壤指标为体系的模糊综合评价
• 4.5.4 以植被和土壤指标为体系的模糊综合评价
• 4.6 小结
• 5 行带式赤峰36 号杨树固沙林带间土壤植被修复效应研究
• 5.1 样地布设及固沙林基本特征描述
• 5.2 土壤修复效应
• 5.2.1 土壤物理性状变化
• 5.2.2 土壤化学性质变化
• 5.2.3 土壤微生物数量分布特性
• 5.3 植被恢复效应研究
• 5.3.1 物种组成变化
• 5.3.2 植被结构变化
• 5.3.3 植被根系变化
• 5.3.4 林草界面边际效应影响域判断及适宜带间距预测
• 5.4 植被与土壤因子相关分析
• 5.4.1 不同样地植被与土壤因子的选择
• 5.4.2 不同样地植被与土壤因子的典型相关分析
• 5.5 不同样地模糊综合评价
• 5.5.1 以植被指标为体系的模糊综合评价
• 5.5.2 以土壤指标为体系的模糊综合评价
• 5.5.3 以植被和土壤指标为体系的模糊综合评价
• 5.6 小结
• 6 行带式樟子松固沙林带间土壤植被恢复效应研究
• 6.1 样地布设及固沙林基本特征描述
• 6.2 土壤修复效应研究
• 6.2.1 土壤物理性状变化
• 6.2.2 土壤化学性质变化
• 6.2.3 土壤微生物数量分布特性
• 6.3 植被恢复效应
• 6.3.1 物种组成变化
• 6.3.2 植被结构变化
• 6.3.3 植被根系变化
• 6.3.4 林草界面边际效应影响域判断及适宜带间距预测
• 6.4 植被与土壤因子相关分析
• 6.4.1 不同样地植被与土壤因子的选择
• 6.4.2 不同固沙林植被与土壤因子的典型相关分析
• 6.5 不同固沙林模糊综合评价
• 6.5.1 以植被指标为体系的模糊综合评价
• 6.5.2 以土壤指标为体系的模糊综合评价
• 6.5.3 以植被和土壤指标为体系的模糊综合评价
• 6.6 小结
• 7 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 7.2.1 低覆盖度行带式固沙林的生态作用
• 7.2.2 土壤植被修复机理
• 7.2.3 界面生态学原理的应用
• 7.2.4 典型相关分析的应用
• 7.2.5 模糊综合评价方法的运用
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介