云南喀斯特断陷盆地区不同恢复年限植被与土壤特征研究

发布时间：2020-06-05 14:14

【摘要】：断陷盆地石漠化严重,植被恢复困难,存在造林物种单一、群落稳定性差等突出问题。本研究以位于喀斯特断陷盆地区的云南省屏边县大黑山为例,通过对不同撂荒年限的天然植被(当年撂荒地,撂荒3年、6年、20年、40年)和几乎未经干扰的原始林进行群落学调查及取样,分析植被恢复过程中的植被特征,种子库和土壤特征,及其对植被恢复的影响和响应,旨在揭示群落恢复演替的机制,为退化生态系统的恢复和重建提供依据。研究结果表明:(1)研究区共记录到72科129属181种维管束植物。物种分布较多的科有蔷薇科(Rosaceae)、樟科(Lauraceae)、禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、蓼科(Polygonaceae)、榆科(Ulmaceae)、五加科(Araliaceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、桑科(Moraceae)、木犀科(Oleaceae)。植被恢复过程中,群落物种组成中的科数、属数、种数逐渐增加。草本植物由早期喜阳、耐旱、耐贫瘠的草本逐渐向喜荫湿的草本和蕨类转变。臭荚蓬(Viburnumfoetidum)、黄脉莓(Rubusxanthoneurus)、伊桐(Itoaorientalis)为该地区植被恢复的先锋种,其早期的出现为其他植物的恢复创造了条件,后期阳性灌木逐渐被喜荫湿的物种替代。乔木层树种由偏阳向中性过渡,逐渐向阴性转变。恢复40年的植物群落与原始林群落均以红果树(Stranvaesia davidiana)和鹅掌柴(Scheffleraoctophy)为建群种;撂荒地群落的个体矮小,密度大。随恢复年限增加,木本植物的高度逐渐增大,密度减小,乔木层的盖度逐渐增加,灌木层和草本层盖度先上升后下降。恢复40年后,植物群落的多样性、盖度、密度基本达到原始林水平,群落高度仍有恢复空间;植物群落物种多样性随恢复年限增加逐渐增大,以恢复40年时最高,略高于原始林,差异不显著(P0.05)。但不同层次的物种多样性表现有所不同。(2)研究区土壤种子库共萌发出97个物种,隶属于45科87属。土壤种子库物种总数以恢复6年时最高,有47种。土壤种子库总密度变动于1622～17233粒/m2,随恢复年限增加呈下降趋势。其中,草本的物种数和密度在土壤种子库中都占据较高比例,而乔、灌木所占比例相对较低。不同恢复年限土壤种子库与地表植被的相似系数大小在0.13～0.21,相似性总体较低,在恢复6年时出现最大值。在恢复至乔木林以前,土壤种子库的物种丰富度高于地上植被,形成乔木林以后则恰好相反。土壤种子库的Shannon-wiener指数和Simpson指数始终低于地上植被。总体来说,研究区土壤种子库种子储量丰富,质量较高,能够为该地区林分的天然更新提供基质。但土壤种子库的植被恢复潜力仍较小,植被恢复还需要适当的人为干预与调控。(3)植被恢复初期特别是由撂荒地至灌木林群落阶段,植物生长从土壤中吸收的养分大于养分归还量,导致土壤肥力有所下降。但随着植被进一步恢复,土壤肥力逐渐改善。土壤物理性状和土壤持水能力,土壤有机质、全氮、铵态氮和速效钾含量均随着植被的恢复呈上升趋势。土壤磷表现出与其他土壤性质指标相反的响应。土壤全磷含量在撂荒地→撂荒3年阶段大幅上升,此后随恢复年限增加呈下降趋势,但相比撂荒地群落均有所改善,变化范围为0.25～1.29g/kg。速效磷含量随恢复年限增加逐渐下降,变化范围为3.37～46.59mg/kg。植被特征与土壤理化性质的冗余度分析表明,土壤速效磷含量和土壤容重与乔木层、灌木层各多样性指数的相关关系为负相关。表明磷为该区域限制元素,可以考虑在进行人工植被恢复时补充磷素,以加快植被恢复。经过40年的恢复,土壤物理性状、持水能力、土壤有机质、全氮和速效磷含量与原始林相比仍有一定差距。
【图文】：

大黑山,区位

云南喀斯特断陷盆地区不同恢复年限植被与土壤特征研究与设置逡逑，在云南省屏边县大黑山，采用空间代替时间的方据代表性和典型性原则选取具有相似的海拔、坡度、限（当年撂荒地，撂荒３年、６年、２０年、４０年植基本未经干扰的原始林群落作为对照。具体撂荒年限询问相关林业工作人员及采用树木年轮测定的方式确邋（温远光、雷丽群等，２０１３），以降低地形及气候的样方，参考方精云、王襄平等（２００９）的植物群落调的样方面积为１０ｍｘｌＯｍ，３年、６年灌木林的样方面乔木林和原始林样方面积为３０邋ｍ＞＜３０邋ｍ。将样方划

编号方法,植物群落,样方

２．３．２植物群落调查逡逑参考方精云、王襄平等（２００９）的植物群落调查方法。植物群落样方设置和样逡逑格编号方法如图２－２所示。在每个样格中记录胸径２３ｃｍ的木本（乔木和大灌木）逡逑的种类、高度和胸径（Ｄｉａｍｅｔｅｒ邋ｏｆ邋Ｂｒｅａｓｔ邋Ｈｅｉｇｈｔ，邋ＤＢＨ）。选取样方对角线和中心逡逑位置上３个１０邋ｍｘｌ0ｍ的样格，记录样格内胸径＜３邋ｃｍ且高度＞３０邋ｃｍ的木本（灌逡逑木和小乔木）植物的种类、基径和高度。在样方四角和中心设置１邋ｍｘｌ邋ｍ的草本逡逑小样方共５个，记录每种草本植物的种类、数量、高度、平均盖度。同时记录地理逡逑位置、土壤类型、海拔高度、坡度和岩石裸露度等环境因子，以及群落各层次的高逡逑度、盖度和优势种等。其中，盖度的测定根据植物茎叶对地面的投影面积计算得到。逡逑各群落类型环境概况见表２－１。逡逑Ｈ４逡逑０７逦０６逦０５逡逑０９逡逑０８逦０逦０４逡逑Ｈ？逦Ｈ４逦Ｍ４逦Ｉ＂逡逑０１逦０２逦０３逦由逡逑ＨＩ逦Ｈ２邋１１１逦ｉｑ邋ＨＩ逦Ｉｉ２逡逑３０ｍ邋ｘ邋３0ｒｎ邋ｆ邋丫邋／ｊ邋６设丨？１逦Ｉ邋（）ｍ邋ｘ邋２０ｍ样／／布设丨句邋丨Ｏｍ邋Ｘ丨0ｒｎ作心介设Ｗ逡逑图２－２植物群落样方设置和样格编号方法逡逑Ｆｉｇ邋２－２邋Ｐｌｏｔｉｎｇ邋ｓｅｔｔｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｑｕａｄｒａｔｅ邋ｃｏｄｉｎｇ邋ｆｏｒ邋ｐｌａｎｔ邋ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ逡逑注：０Ｎ０９为样格编号，阴影部分为灌木层调查样格，，Ｈｌ－５为草本调查小样方。逡逑Ｎｏｔｅｓ：邋Ａ－Ｆ邋ｗｅｒｅ邋ｔｈｅ邋ｑｕａｄｒａｔｅ邋ｎｕｍｂｅｒｓ
【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】：Q948.113

【相似文献】