武陵山區(qū)小流域退化土地植被恢復(fù)生態(tài)學(xué)特性研究.pdf

1、針對(duì)長(zhǎng)江中下游低山丘陵區(qū)土地退化現(xiàn)狀和我國(guó)現(xiàn)階段生態(tài)工程建設(shè)需求，以湘西北武陵山區(qū)女兒寨小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，研究了7種典型植被恢復(fù)模式的群落結(jié)構(gòu)、生物量分配格局、物種多樣性、土壤健康效應(yīng)等生態(tài)學(xué)特征及水土保持、水源涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 1、采用群落學(xué)研究方法，得出馬尾松天然林(C<,1>)、杉木人工林(C<,2>)、杜仲人工林(C<,3>)、油桐人工林(C<,4>)、潤(rùn)楠次生林(C<,5>)、毛竹

2、杉木混交林(C<,6>)及荒草灌叢(C<,7>)7種恢復(fù)模式植物物種隸屬于89科175屬221種，以單種科和寡種科為主，占總科數(shù)的83.15％；屬內(nèi)種數(shù)的變化范圍為1～4，其中單種屬最多，占總屬數(shù)的82.29％。優(yōu)勢(shì)種群水平分布格局以聚集分布為主，有利于退化土地的植被恢復(fù)重建過(guò)程。 2、采用生物多樣性研究方法，研究表明喬木層物種以C<,5>最豐富，多樣性指數(shù)最高，物種分布最均勻；灌木層物種豐富度以C<,6>最高，C<,4>多樣性

3、與均勻度指數(shù)最大，優(yōu)勢(shì)度最小，C<,7>物種豐富度、多樣性及均勻度最低，優(yōu)勢(shì)度最大；草本層物種豐富度以C<,4>最高，C<,1>最低，C<,2>草本層多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)最大，C<,5>優(yōu)勢(shì)度最高。群落總體物種豐富度以C<,4>最高，C<,5>物種多樣性恢復(fù)效果最佳，C<,7>物種多樣性最低。建立了群落物種豐富度、多樣性指數(shù)、群落均勻度指數(shù)與生物量之間的回歸關(guān)系，而生態(tài)優(yōu)勢(shì)度與生物量之間為非性線關(guān)系。 3、采用多種定量分析方法

4、研究了植被恢復(fù)對(duì)土壤健康的生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)。6種森林植被對(duì)物理結(jié)構(gòu)的改良效應(yīng)優(yōu)于荒草灌叢模式，不同恢復(fù)模式土壤結(jié)構(gòu)以C<,7>最差，C<,4>最好。C<,5>土壤養(yǎng)分狀況較好，有機(jī)質(zhì)、全N、全P、速效P、速效K含量均最高，而C<,7>土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮較低，微量元素含量以C<,6>較低。土壤細(xì)菌數(shù)量最多，占全部微生物比例為72.83％～92.77％，其次為放線菌數(shù)量，占6.44％～25.61％，真菌數(shù)量最少，僅占0.79％～1.99％；微生

5、物生物量C/N以C<,5>最高?；牟莨鄥材Ｊ酵寥烂富钚誀顩r低于其它6種森林植被類型。 4、6種森林植被類型40cm土層土壤飽和貯水量高于荒草灌叢25.34％～75.04％，表明森林植被具有較好的改良土壤、提高土壤持水與蓄水能力的功能。土壤入滲過(guò)程以通用經(jīng)驗(yàn)方程擬合效果最好。主成分分析表明，土壤水分入滲性能與土壤持水量、土壤孔隙狀況密切相關(guān)，土壤水分入滲性能與土壤持水量、土壤孔隙狀況密切相關(guān)，并受林分結(jié)構(gòu)、植被群落生物量、海拔、坡

6、度及坡位因子的制約，而坡向、草層蓋度、土壤容重的作用較小。通過(guò)雙重篩選逐步回歸分析，建立了土壤初滲率、穩(wěn)滲率、平均入滲率的主導(dǎo)因子方程。 5、油桐人工林產(chǎn)流產(chǎn)沙量最大，100m<'2>徑流小區(qū)分別為6.6977m<'3>、0.5283kg，潤(rùn)楠次生林、荒草灌叢產(chǎn)流產(chǎn)沙量最小，分別為0.8095～1.7454m<'3>、0.0834～0.1229kg。產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量線性關(guān)系顯著，降雨量與產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的回歸關(guān)系以線性方程、二次多

7、項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式擬合效果最優(yōu)。雙重篩選逐步回歸分析表明，土壤結(jié)構(gòu)與持水狀況、植被蓋度等下墊面因子對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響較大，而海拔、坡度的影響較小，其中產(chǎn)流量主導(dǎo)影響因子為毛管持水量和總孔隙度，產(chǎn)沙量主導(dǎo)影響因子為最小持水量和毛管持水量。 6、建立了涵蓋植被、土壤及地形3類60個(gè)指標(biāo)的植被恢復(fù)綜合效應(yīng)評(píng)價(jià)體系，利用灰色關(guān)聯(lián)方法從土壤．植被系統(tǒng)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。不同模式恢復(fù)效應(yīng)大小排序?yàn)镃<,5>>C<,2>>C<,6>>C<,1>>C<

8、,4>>C<,3>>C<,7>?；謴?fù)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)排序表明，Shannon．Weiner指數(shù)、毛管孔隙度、有機(jī)質(zhì)、蔗糖酶活性分別是植被、土壤物理、土壤化學(xué)、土壤生物學(xué)指標(biāo)中與土壤健康關(guān)系最密切的4個(gè)指標(biāo)；地形因子對(duì)恢復(fù)效應(yīng)的貢獻(xiàn)大小排序?yàn)槠挛?海拔>坡度>坡向。 7、生態(tài)恢復(fù)對(duì)女兒寨小流域水土流失控制與退化土地治理有較大改善，生態(tài)恢復(fù)適宜度為0.9239。林地面積最大(284.50hm<'2>)，斑塊數(shù)比例最大(73.49％)