北京市重点风沙区人工植被恢复机制与生态特性研究

论文摘要

风沙区是北京境内扬尘、起沙的源地之一,该地区自然条件恶劣,生态治理和建设难度极大,水分是制约植被恢复和生长及生态重建的主要生态限制因子。本研究通过实地调查监测、田间实验,并在实验室进行相关指标测定的方法,获得大量的翔实的数据,主要致力于以下四个方面的研究:①北京地区风沙危害原因及防沙治沙生态建设植被恢复技术措施;②人工植被恢复区的植被恢复机制及植被恢复过程的生态环境效应;③不同植被恢复模式在植被恢复初期对林下群落结构的影响;④人工植被恢复区林木水分生理及土壤～～植物水分关系。主要研究结果是:(1)北京市风沙区植被恢复与重建中,荒滩治理工程区采取的大苗造林、乔灌草混交、客土、地表覆盖等技术措施效果较好,建立风沙治理与环境美化相结合为特色的园林景观型防沙治沙模式。沙区建立集农田防护、沙地桑产业开发和景观功能于一体的生态经济园林景观型防沙治沙模式。这两种防沙治沙模式能充分利用现有环境条件,示范作用明显,可以大面积推广。(2)人工植被恢复区的环境效应主要表现在,改善了林内小气候;防治了地表土壤侵蚀;地表粗糙度提高,自然降尘量降低;林内草本层植物种类和数量增加。植被恢复过程中,土壤中粉沙及粘粒所占比例增大,容重平均值降低,土壤的通气性改善,植物能利用的有效水分含量增加,地表土壤抗风蚀能力增强。(3)植被恢复区植物多样性分析认为,①人工植被植物多样性接近林外自然植被,虽然废弃砂石场和荒滩的造林立地条件相差显著,但是受地理环境影响,草本层的优势植物基本一致,形成的植物群落组成近似。②引进的植物,植物区系成分较复杂,虽然造林初期生长状况较好,但是各树种对当地环境的适应性有待于进一步研究。(4)植物水分生态研究中,①环境因子对蒸腾的影响因树种而异,通过环境因素和蒸腾速率相关分析,得出十四种树种蒸腾速率预测数学模型。②植物蒸腾速率计算结果表明,主要造林树种刺槐和新疆杨的蒸腾速率较低,花灌木和旱生植物的蒸腾速率较高。③植物体水分调节能力和抗旱能力的强弱,因树种和季节表现出差异。(5)试验区土壤平均入渗率与土壤机械组成中>1.0mm粒径比例的关系最密切。土壤含水量总体趋势表现为全部客土造林区>局部客土造林区>废弃砂石场造林区。林地土壤水分贮存量与造林选用树种和造林密度有关,植被的整个生长季(4～10月)都处于水分亏缺状态,人工植被恢复区群落演替过程中,土壤水分亏缺的变化有待于进一步研究。(6)测试林地的生态用水量均低于地区年均降水量,但是从降水资源的环境容量考虑,主要树种刺槐和新疆杨的造林密度大,林地树木耗水量超过降水资源的环境容量,刺槐和新疆杨的林分密度应该分别为280株/hm~2和443株/ hm~2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 北京市沙尘来源及治理
• 1.3 植被恢复与重建研究综述
• 1.4 土壤～～植物～～大气系统（SPAC）研究现状
• 2 研究目标、内容、方法与思路
• 2.1 研究目标与内容
• 2.2 研究方法与思路
• 3 北京地区的风沙危害及研究区概况
• 3.1 北京地区风沙危害情况及成因
• 3.2 研究区概况
• 4 植被恢复过程的环境效应
• 4.1 测定项目及方法
• 4.2 植被恢复过程的小气候变化
• 4.3 人工植被的防风防蚀效应
• 4.4 沙地植被恢复过程土壤效应
• 4.5 人工植被生长现状
• 4.6 小结
• 5 北京市沙化土地植被恢复、重建技术模式
• 5.1 植被恢复原则
• 5.2 植被恢复与重建的技术措施
• 6 人工植被恢复区植物群落特征研究
• 6.1 研究方法
• 6.2 废弃砂石场人工植被恢复区植物群落的组成和结构
• 6.3 荒滩人工植被恢复区植物群落特征
• 6.4 群落相似性
• 6.5 小结
• 7 人工植被恢复区林木的水分生理
• 7.1 试验材料与方法
• 7.2 结果分析
• 7.3 小结
• 8 人工植被恢复区植物——土壤水分关系
• 8.1 供试林地
• 8.2 测试指标及方法
• 8.3 结果与分析
• 8.4 人工植被恢复区植物——土壤水分关系
• 8.5 小结
• 9 结论及讨论
• 9.1 结论
• 9.2 问题和建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢
• 附录
• 附图
• 博硕士论文同意发表的声明