黄土高原北部水蚀风蚀交错区植被群落特征

论文摘要

黄土高原北部水蚀风蚀交错区是植被破坏、水土流失最严重的地区之一。通过退耕还林（草）等生态修复措施,使得该区的植被恢复与重建进入了新的时期,植被群落特征发生了变化。了解该地区不同恢复方式下植被群落特征,分析植被群落特征与土壤特征的关系,探讨不同恢复方式的生态效益,对于评价人工恢复植被和自然恢复植被方式的优劣及指导该地区建设高效水土保持植被具有重要意义。采用样地法和样方法进行植被群落生态学调查。测定了森林群落样地林下植被生物量、草地群落样地生物量等,土壤水分-物理性质、化学性质、土壤入渗性能,用数理统计方法分析相关数据。得出结论如下：（1）草地为自然恢复植被,设置样方84个,调查到草本植物14科,27属,39种；森林群落主要为人工恢复植被,设置样地8个,林下植被样方32个,调查到草本植物14科,36属,47种,乔灌样地植物种数略多于草地样地。草本植物最多是菊科,其次是禾本科、豆科、蔷薇科等。林下植被生物量大小顺序是油松（荒草地新造林）>山杏>小叶杨+山杏>油松+小叶杨+山杏>河北杨>沙棘>河北杨-沙棘>油松群落；森林群落叶面积指数为油松>沙棘>河北杨-沙棘>小叶杨+山杏>油松+小叶杨+山杏>河北杨>山杏>油松（荒草地新造林）；林下草本盖度的大小顺序也是油松（荒草地新造林）>山杏>小叶杨+山杏>油松+小叶杨+山杏>河北杨>沙棘>河北杨-沙棘>油松群落。草地不同群落植被生物量大小顺序为：赖草+紫苜蓿群落>毛莲蒿群落>华北米蒿+毛莲蒿群落>针茅群落>达呼里胡枝子+赖草+硬质早熟禾群落>赖草+茵陈蒿群落>针茅+达呼里胡枝子+毛连蒿群落。草本群落盖度大小顺序为赖草+紫苜蓿>华北米蒿+毛莲蒿群落>毛莲蒿群落>针茅群落>达呼里胡枝子+赖草+硬质早熟禾群落>赖草+茵陈蒿群落>针茅+达呼里胡枝子+毛连蒿群落。草地群落生物量和草本盖度大小顺序基本一致,二者有较大的相关性。（2）森林群落垂直结构简单,大部分只有单层的乔层或灌木层。天然次生林物种多样性要比人工林更为丰富。不同森林群落林下植被群落稳定性顺序为油松+小叶杨+山杏>草地新造油松林>山杏>河北杨-沙棘>河北杨>沙棘>小叶杨+山杏。乔木林下群落稳定性>灌木群落,群落垂直结构复杂（层次多）的林下植被稳定性>群落垂直结构简单（层次少）的林下植被稳定性。（3）植被恢复对土壤特征影响明显。森林群落土壤含水量大于草地,天然次生林大于人工林,河北杨和河北杨-沙棘群落土壤含水量最高,草地群落中针茅群落、毛莲蒿群落较高。同一群落土壤垂直方向上表层土壤（0-20cm）含水量略低于次表层（0-40cm）。土壤持水能力总体上森林群落大于草地。不同植被群落土壤碱解氮含量在95.9g／kg～230.2 g／kg之间,森林群落>灌草群落>草本群落；速效磷是三种主要速效养分中最低的,含量在4.74 g／kg～19.02 g／kg之间；速效钾的含量都比较丰富。土壤有机质含量为1.98g／kg～22.77g／kg之间,其中含量最大的是山杏+小叶杨群落的表土层,最小的是赖草+紫苜蓿群落的次表土层（20-40cm）,林草地有机质含量差别很小。土壤入渗性能与群落生态特征及土壤非毛管孔隙度、有机质含量等性质有很大的相关性。对不同群落入渗实测值进行模拟,与A.H.Kositiakov模型拟合程度高。植被盖度、叶面积指数、物种丰富度、植物多样性、草本生物量与土壤含水量、入渗率、速效速效养分、有机质呈相关关系。（4）基于小流域尺度的自然恢复区和人工修复区草本群落结构相近,相似性系数为0.925；人工恢复区和自然恢复在群落稳定性和积累有机物质等方面各有利弊。从目前10余年的物种多样性和群落稳定性方面来看,该区人工修复方式较优；而从积累生物量和涵养水源方面,自然恢复方式则较优。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 黄土高原北部水蚀风蚀交错区自然地理要素特征研究
• 1.2.1 土壤系统特征研究
• 1.2.2 水分系统特征研究
• 1.2.3 植被系统特征研究
• 1.3 黄土高原北部水蚀风蚀交错区植物群落生态研究
• 1.3.1 群落分类的研究
• 1.3.2 物种组成及群落多样性的研究
• 1.3.3 植被群落生物量的研究
• 1.3.4 群落生态位的研究进展
• 1.4 黄土高原北部水蚀风蚀交错区植被恢复与重建研究
• 1.4.1 植被群落演替研究
• 1.4.2 理论应用与实践
• 1.5 研究内容、技术路线及经费支持
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 1.5.3 经费支持
• 2 研究区概况和研究方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1. 地理位置
• 2.1.2 地貌分区
• 2.1.3 水文及水资源
• 2.1.4 土壤
• 2.1.5 气候
• 2.1.6 植被
• 2.1.7 社会经济概况
• 2.2. 研究方法
• 2.2.1 野外调查与采样
• 2.2.2 指标选择及计算
• 2.2.3 数据统计分析
• 3 植被群落特征
• 3.1 样地情况及群落类型
• 3.2 群落的种类组成
• 3.3 主要植物群落类型
• 3.3.1 沙棘群落
• 3.3.2 小叶杨+山杏群落
• 3.3.3 河北杨群落
• 3.3.4 山杏群落
• 3.3.5 河北杨-沙棘群落
• 3.3.6 油松+小叶杨+山杏群落
• 3.3.7 油松群落
• 3.3.8 油松-达呼里胡枝子（荒草地新造油松林）
• 3.3.9 撂荒草地（弃耕地）草本群落
• 3.4 群落生态特征
• 3.4.1 林下植被生物量
• 3.4.2 草地草本群落植被生物量
• 3.4.3 群落物种多样性测度
• 4 植被群落特征与土壤特征的关系
• 4.1 土壤物理性质
• 4.1.1 土壤含水率
• 4.1.2 土壤水分—物理性质
• 4.2 土壤化学性质
• 4.2.1 土壤酸碱度（pH）
• 4.2.2 土壤养分
• 4.2.3 土壤有机质
• 4.3 土壤入渗性能
• 4.3.1 森林群落土壤入渗性能
• 4.3.2 草地群落土壤入渗性能
• 4.4 土壤特征各主要指标间的相关性分析
• 4.4.1 单相关分析
• 4.4.2 主成分分析
• 4.5 植被群落与土壤特征的关系分析
• 4.5.1 草地植被群落特征与土壤特征的关系
• 4.5.2 森林植被群落特征与土壤特征的关系
• 4.5.3 小结
• 5 植被自然恢复与人工恢复效益对比分析
• 5.1 小流域选择
• 5.2 植被群落特征对比分析
• 5.2.1 群落盖度和密度
• 5.2.2 物种重要值及相似性
• 5.2.3 物种多样性特征
• 5.2.4 生物量
• 5.3 土壤特征对比分析
• 5.3.1 土壤含水率变化特征
• 5.3.2 土壤毛管孔隙度和容重变化特征
• 5.4 小论
• 6 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 问题讨论
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢
• 附录
• 附图