沙地生态系统生态恢复评价 ——以毛乌素沙地乌审召为例

论文摘要

沙地生态系统具备高的生产力、可观的生物量、复杂的生物多样性及重要的社会与经济作用,沙漠化引起的生态系统崩溃、生态系统服务功能严重退化是生态领域的重要问题之一,沙地生态恢复已经成为相关区域社会经济可持续发展的重要保障。生态恢复评价是生态恢复研究的重要内容,是检验和总结恢复方法与效果的必须手段。合理、科学地评价某一生态恢复区的恢复效果对于掌握恢复成果,监测与评估恢复进展,阐明自然及人为影响因子的作用等均具有重要意义。毛乌素沙地是我国水热条件良好、人口较多且经济活动较为活跃的区域之一。鉴于毛乌素沙地对我国北方生态安全的特殊性与重要性,毛乌素沙地成为我国最早、最全面、最系统的生态恢复区域之一。本文以位于毛乌素沙地腹地乌审旗乌审召镇为例,通过野外调查、室内分析、“3S”技术应用等多种手段,从植物群落(种类组成、覆盖度、密度、生物量、物种多样性)和土壤(土壤养分、土壤微生物、土壤微生物呼吸)两个方面评价了该区域不同恢复年限、不同恢复措施的恢复效应,同时,从景观尺度对生态恢复格局及其动态进行了探讨。进而,建立了毛乌素沙地生态恢复综合评价指标体系。结果表明：1)随着恢复年限的增加,群落的乔木层或灌木层生物量、覆盖度增加,飞播群落与油蒿类型个体密度也增加；草本层多以一二年生草本占优势,且随着恢复年限增加,大部分群落草本层物种多样性增加,部分群落均匀度则有所降低。群落土壤养分、土壤微生物微生物量碳、土壤微生物数量及土壤微生物呼吸值均有所增加,且土壤微生物数量与土壤微生物呼吸变化复杂。2)综合评价表明：同一群落类型,随着种植年限的增加,综合生态效应增加。不同恢复措施间有差异,总的来说,乔木群落、柠条群落与油蒿群落的综合评价值均高于沙地飞播与沙柳群落类型。3)1986年以来,各种人工恢复植被类型斑块数、斑块面积均有较大幅度提高；各植被类型斑块的复杂度增加,除柠条斑块外,最大斑块指数均增大；农田、低湿地、水体、盐碱斑与流动沙地类型斑块面积均减少,工矿地面积则增加。乌审召镇植被覆盖度大面积增加,流动沙地面积减少,但景观异质性增大,破碎化化程度加剧。该研究有助于全面了解毛乌素沙地多种生态恢复措施的效应,深入认识同一群落在不同恢复年限的植被与土壤特征,结合区域景观组分与格局变化分析,为科学评价沙地生态系统生态恢复效应提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 毛乌素沙地研究历史
• 1.1.2 毛乌素沙地生态恢复实践
• 1.1.3 毛乌素沙地生态恢复评价的理论及实践意义
• 1.2 恢复生态学及生态恢复
• 1.2.1 恢复生态学及其研究范畴
• 1.2.2 恢复生态学在生态学研究中的地位及现状
• 1.2.3 生态恢复相关理论
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 国外生态恢复实践
• 1.3.2 国内生态恢复实践
• 1.3.3 生态恢复评价研究进展
• 1.3.4 生态恢复景观评价
• 1.4 研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 毛乌素沙地自然地理概况
• 2.1.2 乌审召镇社会、经济与气象资料
• 2.2 数据获取与分析
• 2.2.1 野外样方调查与实验室处理
• 2.2.2 土壤调查与实验室处理
• 2.2.3 野外调查信息综合
• 2.3 空间数据获取与分析
• 2.3.1 空间数据来源
• 2.3.2 遥感数据处理
• 2.3.3 植被类型图解译
• 2.4 植被数据统计
• 2.4.1 草本层植被特征值计算
• 2.4.2 乔木、灌木植被特征计算
• 第三章 乌审召植被恢复效应研究
• 3.1 群落的物种构成
• 3.1.1 建群种生物量、盖度变化
• 3.1.2 草本层物种组成变化
• 3.2 群落草本层多样性变化
• 第四章 乌审召土壤恢复效应研究
• 4.1 同一恢复措施土壤环境变化分析
• 4.1.1 土壤有机碳、全氮及微生物生物量碳变化
• 4.1.2 土壤微生物
• 4.1.3 土壤微生物呼吸
• 4.2 不同恢复措施土壤环境比较
• 4.2.1 不同恢复措施土壤养分比较
• 4.2.2 不同恢复措施土壤微生物分析
• 4.2.3 不同恢复措施土壤微生物呼吸变化
• 4.3 土壤恢复效应相关性
• 第五章 生态恢复景观生态效应评价
• 5.1 景观指数及其意义
• 5.2 景观生态效应分析
• 5.2.1 景观结构变化
• 5.2.2 景观异质性变化
• 第六章 生态恢复效应综合评价
• 6.1 毛乌素沙地生态恢复效应综合评价指标体系构建
• 6.1.1 指标的选取
• 6.1.2 评价方法
• 6.1.3 综合评价指标体系
• 6.1.4 指标权重的确定
• 6.2 毛乌素沙地生态恢复综合效应评价
• 第七章 讨论与结论
• 7.1 生态恢复植被效应
• 7.2 生态恢复土壤效应
• 7.3 生态恢复景观效应
• 7.4 生态恢复综合效应评价
• 7.5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢
• 附图