乌海市煤炭基地植被恢复群落灌木种筛选及相对多度配比

发布时间：2020-06-03 00:47

【摘要】：乌海市矿区恶劣的自然环境加上人为活动的破坏,使得该地区植被恢复形势依然严峻,使用传统的参照历史群落结构或进行对比实验的方法进行植被恢复具有较高的风险。故本研究以乌海市周边地区植物群落和土壤及矿区的人工覆土为研究对象,筛选出具有富集土壤养分或水分能力的灌木种,并基于植物功能性状目标值求出适合矿区煤矸石山生长的植物功能群中各灌木种的相对多度,以期为矿区的生态恢复的植被恢复群落配置工作提供理论基础和科学依据。在乌海市周边共找到12种不同类型的植被群落,每个植被群落设5m×5m的灌木样方进行样方调查并采集灌木样本测定各灌木种比叶面积,根据统计学原理选取一个最具代表性的样方以100cm为间隔从坐标原点开始沿四个方向采集土样,之后对待恢复矿区不同层的人工覆土进行采样,测定所有土样中全氮全磷有机质和水分的含量,采用IGPS法对植物和土壤资源空间格局关系进行统计分析,初步筛选出具有聚集土壤资源能力的灌木种,并在此基础上找到植物性状与环境因子的变化规律,确定矿区煤矸石山的植物功能性状目标值,代入CAT模型得到优势植物的相对多度。结果表明:植物与土壤资源空间格局方面,沙蒿,红砂与全氮,红砂与水分为多株灌木聚集1个大于研究尺度的斑块(LA),柠条锦鸡儿与全氮为1株灌木聚集1个斑块(S=A),四合木与全磷为1株灌木聚集多个斑块(SA或RA),四合木,红砂,沙冬青与白刺与有机质为一定数量灌木聚集1个斑块(SA),霸王,沙拐枣,梭梭与有机质,四合木,毛刺锦鸡儿与水分为1株灌木聚集多个斑块(RA),其他情况下的灌木均与土壤资源无关联。相对多度方面,在矿区煤矸石山底部的覆土条件下沙蒿的相对多度为0.72,霸王的相对多度为0.36,在矿区煤矸石山顶部的覆土条件下,霸王的相对多度为0.75,沙蒿的相对多度为0.19。柠条锦鸡儿,毛刺锦鸡儿,四合木,霸王,沙拐枣,梭梭,沙蒿,白刺,红砂和沙冬青这几种灌木对土壤养分或水分具有较好的富集能力,适合作为植被恢复物种进行种植;基于灌木的比叶面积,冠幅和灌木体积3个功能性状与土壤有机质,土壤水分和灌后滞尘量3个环境因子的变化规律,发现在煤矸石山底部适合种植霸王和沙蒿,相对多度比为1:2,在煤矸石山顶部同样适合种植霸王和沙蒿,但是相对多度比变为4:1,其他物种并不适合作为主要物种进行种植。
【图文】：

２．１．１地理位置逡逑研究区为典型的西北干旱荒漠区，坐标范围Ｎ邋４０°２７＇１〃？Ｎ邋３８°３５＇４４＂，，邋Ｅ逡逑１０５。５７＇１５〃？Ｅ邋１０７。４８＇２１＂（图２．１），地处黄河上游，西至阿拉善盟东侧的阿拉善左旗，逡逑北至巴彦淖尔，南至宁夏灵武，东至鄂托克旗。以贺兰山脉北部余端为界分为西部的逡逑草原化荒漠和东部的荒漠草原（中国科学院内蒙古宁夏综合考察队，１９８５）。逡逑图２．１研究区地理位置逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ａｒｅａ逡逑２．１．２气候逡逑研究区区域处于６°Ｃ年平均气温等值线和８°Ｃ年平均气温等值线之间，年平均降逡逑水量１５０ｍｍ？２００ｍｍ，属于典型的大陆性气候（中国科学院内蒙古宁夏综合考察逡逑队，１９８５）。夏季炎热高温，冬季寒冷少雪，春秋干旱。昼夜温差大，日照时间长，可逡逑见光照资源丰富，最高气温可达４０．２°Ｃ。多年平均日照时间数为３２６５．４ｈ，年平均接逡逑受太阳辐射能１５５．８１0＾１／（＾２，年平均无霜期为１５６—１６５0１，年平均蒸发量３邋２８９１１１１１１；逡逑年平均风速２．９ｍ／ｓ

选取矿区中作为示范点的己有人工覆土的煤矸石山进行研究，以发现该覆土下植被恢逡逑复群落中各物种的相对多度。逡逑矿区人工覆土煤矸石山（图２．２）坐标为Ｎ３９°４２＇２８．８，邋Ｅ１０６°５３＇１６．８”，位于乌海逡逑市东部的卓子山内。其处于内蒙古高原地区，平均海拔约１１５０ｍ，矿区内有诸多煤矸逡逑石山，由于长年对煤矿的采集及处于山区，地面凹凸不平。逡逑２０１８年降雨量１７１．８ｍｍ，邋２０１８年平均风速３．８ｍ／ｓ，单日最高风速２５ｍ／ｓ，２０１８逡逑年平均温度１０．５°Ｃ，最高温度４０．７°Ｃ。矿区内植被非常稀疏，主要种类为野生的针茅，逡逑蒺藜，刺沙蓬，骆驼刺等草本或小灌木植物。逡逑该区域主要为煤矸石堆场，人工覆土为外来土壤，己覆土１年以上，坡面虽然有逡逑滴灌设施，但是还未种植被，覆土深度１．０ｍ，底部和顶部的土壤基本性质如表２．３。逡逑表２．３煤矸石山人工覆土的土壤性质逡逑Ｔａ
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948

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本文编号：2694030