浑善达克沙地沙漠化过程及其植被恢复的基础研究——以正蓝旗为例
【摘要】：
植被恢复是防治土地沙漠化扩张和缓解沙尘暴危害的关键，本文对浑善达克沙地的沙漠化过程、植被演替、天然植物群落土壤水分动态、耗水特征、适应性及稳定性、植被恢复机制与途径进行了探讨，从SPAC体系讨论沙地植物群落的水分利用机制与动态变化及群落持续发展的关系。研究表明：人为过垦、过牧、过樵采等干扰是浑善达克沙地沙漠化扩展和植被退化的主要诱因，保护天然植被、建立人工植被则是沙漠化逆转和促进植被恢复进程的主要手段。植被进展演替促进了沙漠化过程的逆转，研究区植物的土壤种子库及其萌发机制为天然植被的恢复提供了可能。
研究区主要植物种根系分布范围的不同、形态解剖结构和水分生理指标的差异反映了植物对水分利用机制和沙地生境的适应性机制不同。
研究区不同植物群落的土壤水分时空分布格局不同，土壤含水量的空间分布自上而下可划分出表层土壤水分低值层、土壤水分剧烈波动层和土壤水分相对稳定层；土壤含水量的季节变化可分为土壤水分稳定期(5～6月)、土壤水分消耗期(6～9月)和土壤水分缓慢恢复期(9～10月)，土壤干湿季的变化与大气降水干湿季并不一致；土壤含水量的动态变化主要受植被及大气降水的影响。
研究区主要植物种蒸腾速率日变化和季节变化明显，蒸腾速率与环境因子呈线性显著相关；研究区植物群落蒸散量随植物种类而不同；各群落土壤水分亏缺的空间分布与土壤水分剧烈变化层、根系密集分布层相吻合，季节动态则与植物物候期密切相关。各植物群落土壤水分亏缺可分为重度、中度和轻度亏缺三种类型，且其季节变化明显；群落对土壤水分亏缺的适应对策因植物种而异。
基于沙丘植被演替规律及种子繁育机制提出沙地植被自然恢复的适宜地段和植物群落；通过对土壤水分资源容量与群落稳定性的讨论，提出了群落水分稳定性机制，依据高耗水植物与低耗水植物空间分布格局对水分资源的响应机制，提出沙地人工植被应采取“近自然”方式恢复，建立“以灌草为主，乔木散布”的“人工疏林草地”，并利用根系营养空间提出研究区人工植被恢复的理论栽植密度。
【关键词】：浑善达克沙地 植被恢复 沙漠化过程 沙地植物群落 土壤水分动态 水量平衡 蒸腾速率 根系 【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：X171.1
【目录】：
- 1 前言7-15
- 1.1 研究背景、目的和意义7-10
- 1.2 国内外研究现状10-13
- 1.3 研究内容13-15
- 2 浑善达克沙地与研究区概况15-23
- 2.1 浑善达克沙地概况15-19
- 2.2 研究区概况19-23
- 3 浑善达克沙地沙漠化过程23-34
- 3.1 研究内容与方法23
- 3.2 结果与分析23-33
- 3.2.1 沙漠化土地动态变化23-25
- 3.2.2 沙漠化扩张原因25-30
- 3.2.3 沙漠化过程30-33
- 3.3 小结33-34
- 4 浑善达克沙地植被演替与主要植物的更新34-46
- 4.1 研究内容与方法34-35
- 4.1.1 植被演替调查34-35
- 4.1.2 更新调查35
- 4.2 结果与分析35-45
- 4.2.1 沙丘植被演替35-42
- 4.2.2 主要植物的更新42-45
- 4.3 小结45-46
- 5 浑善达克沙地主要植物根系及根量分布46-59
- 5.1 研究内容与方法46-47
- 5.2 结果与分析47-58
- 5.2.1 沙地榆根系分布与根量47-54
- 5.2.2 黄柳根系的分布54-56
- 5.2.3 褐沙蒿根系的分布56-58
- 5.3 小结58-59
- 6 浑善达克沙地主要植物的PV曲线与叶片解剖结构59-66
- 6.1 研究内容与方法59-62
- 6.1.1 P-V曲线测定59-60
- 6.1.2 P-V曲线组成及其水分特征参数计算60-61
- 6.1.3 植物切片制作61-62
- 6.2 结果与分析62-65
- 6.2.1 不同植物的抗旱性比较62-64
- 6.2.2 植物叶片解剖结构特征64-65
- 6.3 小结65-66
- 7 浑善达克沙地主要植被类型SPAC系统的水分关系66-92
- 7.1 试验样地特征67-69
- 7.1.1 沙地榆疏林样地67-68
- 7.1.2 黄柳样地68
- 7.1.3 褐沙蒿样地68-69
- 7.1.4 流动沙丘对照样地69
- 7.2 研究内容与方法69-70
- 7.2.1 主要植物群落特征调查69
- 7.2.2 土壤含水量测定69
- 7.2.3 土壤容重测定69-70
- 7.2.4 土壤理化性质测定70
- 7.2.5 蒸腾速率及其环境因子的测定70
- 7.2.6 数据处理方法70
- 7.3 结果与分析70-90
- 7.3.1 风沙土机械组成70-73
- 7.3.2 风沙土的容重变化73
- 7.3.3 大气降水特征73-75
- 7.3.4 沙地土壤水分动态75-84
- 7.3.5 主要植物种的蒸腾特征84-90
- 7.4 小结90-92
- 8 浑善达克沙地主要植物群落的水分平衡92-99
- 8.1 研究内容与方法92-93
- 8.1.1 土壤贮水量计算92
- 8.1.2 水分平衡计算92-93
- 8.1.3 数据处理方法93
- 8.2 结果与分析93-98
- 8.2.1 土壤水分平衡93-96
- 8.2.2 群落蒸散作用96-97
- 8.2.3 主要植物群落土壤水分收支平衡的讨论97-98
- 8.3 小结98-99
- 9 浑善达克沙地植被恢复99-105
- 9.1 沙漠化过程与植被恢复99
- 9.2 植被演替更新与天然植被恢复99-100
- 9.3 水分平衡与人工植被定向恢复100-105
- 9.3.1 群落水分稳定性与植物种选择101-102
- 9.3.2 植被恢复与适宜栽植密度102-105
- 致谢105-106
- 参考文献106-116
- 附表116-121
- 图版Ⅰ121-122
- 图版Ⅱ122-123
- 作者简介123
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