發(fā)布時(shí)間：2017-12-24 23:29

  本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵溝壑區(qū)抗侵蝕植物及其群落特征研究　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：黃土丘陵溝壑區(qū)水土流失嚴(yán)重,土壤侵蝕嚴(yán)重干擾著植物的發(fā)育與演替過程。在土壤侵蝕嚴(yán)重地區(qū)生存的植物,采用不同的生存策略適應(yīng)和抵抗土壤侵蝕造成的各種脅迫與干擾,并能發(fā)展為可抵抗土壤侵蝕的植物群落。本研究基于對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)延河流域多年植被調(diào)查資料的整理分析,根據(jù)抗侵蝕植物定義及Braun-Blanquet植物社會(huì)學(xué)方法,篩選該區(qū)潛在的抗侵蝕植物,探討其適應(yīng)機(jī)制及其在群落中的作用,分析不同抗侵蝕植物的演變規(guī)律;通過對(duì)不同侵蝕環(huán)境下植物群落的調(diào)查與分析,闡明植被恢復(fù)過程中不同抗侵蝕植物群落改善土壤侵蝕環(huán)境的能力;通過計(jì)算不同抗侵蝕植物群落結(jié)構(gòu)化植被因子指數(shù),并結(jié)合其土壤侵蝕量數(shù)據(jù),探明能夠抵抗土壤侵蝕的群落結(jié)構(gòu)特征。主要研究結(jié)果如下:1)共篩選出潛在抗侵蝕植物42種,分屬18科33屬。禾本科、豆科、菊科、薔薇科在研究區(qū)占優(yōu)勢(shì)地位,是退耕地植被恢復(fù)演替過程中的主要植物組成。該區(qū)氣候的自然選擇決定了地區(qū)植物生長(zhǎng)型以灌、草為主,灌木多為高位芽或地上芽植物,多年生草本植物以地面芽為主;水分生態(tài)類型以中生、旱生為主。2)42種抗侵蝕植物通過土壤種子庫、植冠種子庫、種子萌發(fā)休眠策略、幼苗建植及營(yíng)養(yǎng)繁殖等方式維持自身的生存繁衍;通過解剖形態(tài)上的特殊結(jié)構(gòu)、厚的保護(hù)組織、發(fā)達(dá)的柵欄組織以及生理上的抗氧化機(jī)制和滲透調(diào)節(jié)作用中的一種或是數(shù)種機(jī)制來適應(yīng)侵蝕環(huán)境。不同抗侵蝕植物生態(tài)位寬度在0.023-0.359之間,抗侵蝕植物在適宜生境中可作為群落優(yōu)勢(shì)種或伴生種,在其它生境條件下是群落偶見種。3)在自然恢復(fù)過程中,草本群落演替后期抗侵蝕植物開始出現(xiàn)生境分化;延河流域南部森林帶、中部森林草原帶的溝坡與溝沿線等局部區(qū)域分別有喬、灌木的分布,北部草原帶則少見灌木。在刺槐林下植被恢復(fù)過程中,林下出現(xiàn)的抗侵蝕植物較少,只有部分一年生雜草和禾本科植物的存在;人工林逐漸衰退后,演替中后期的植物開始成為林下植被的優(yōu)勢(shì)種。在人工灌木林生長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期,林下抗侵蝕植物并沒有出現(xiàn)更替。4)由較多物種形成的群落結(jié)構(gòu)尤為重要,不同物種組成的地上和地下復(fù)雜層次結(jié)構(gòu)才能起到有效改善土壤侵蝕環(huán)境的作用。抗侵蝕植物群落的改善能力與群落所處的生境密切相關(guān),在延河流域南部森林帶,喬、灌、草形成的群落層次結(jié)構(gòu)及較多的枯落物是改善土壤環(huán)境的主要因素;在中部森林草原帶和北部草原帶,植物細(xì)根的作用是改善土壤環(huán)境的關(guān)鍵因素。5)不同群落類型有各自能有效減少土壤侵蝕強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)化植被因子指數(shù)Cs。演替早期群落及人工林未表現(xiàn)出較強(qiáng)的減蝕能力,當(dāng)Cs分別大于20%和30%左右,且草本層和枯落層蓋度較大時(shí),土壤侵蝕強(qiáng)度小于2500 t km-2 yr-1。演替中、后期群落及自然喬、灌群落Cs分別大于30%和36%,且近地面的灌木、草本層及貼地面的枯落層中至少有一層蓋度較大時(shí),可有效減少土壤侵蝕,尤其在暴雨年份,禾本科植物群落及自然喬、灌群落能有效控制土壤侵蝕,當(dāng)Cs分別大于38%和30-40%,且近地面至少有一層蓋度較大時(shí),土壤侵蝕強(qiáng)度小于黃土高原地區(qū)允許土壤流失量。不同水文年群落能有效抵抗土壤侵蝕的Cs值有明顯區(qū)別,暴雨年份植物群落有效減少土壤侵蝕所需的Cs值較高。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S157
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本文編號(hào)：1330422