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《福建农林大学》 2007年
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不同治理措施对侵蚀退化生态系统恢复的影响

蒋芳市  
【摘要】: 本研究以长汀花岗岩强度侵蚀区常见的以草促林和乔灌混交两种治理模式为研究对象,并以未采取恢复措施的严重侵蚀地及当地植被保留较好的风水林为对照,应用系统的观点,从生态系统的结构和功能等方面探讨两种治理模式的生态恢复效应,并引进恢复度(RD)概念表明不同措施生态系统的恢复程度。研究结果如下: 1、花岗岩强度侵蚀区实施以草促林和乔灌混交治理后,土壤的抗侵蚀能力、土壤的结构、渗透性、蓄水性能、养分特征、微生物性质都得到了改善。其中,以草促林区的土壤抗侵蚀能力、蓄水和渗透性能的恢复度已接近风水林,乔灌混交区土壤抗侵蚀能力和结构性已接近风水林,土壤的蓄水和渗透性能已超过风水林;二者的土壤养分的恢复程度均不高,养分的恢复滞后于物理性质的恢复。 2、通过生产力和生物量分析可知,以草促林群落的草本层生产力恢复度高,但草本寿命短,加上乔木层生长缓慢,群落生产力较低,为4.80t.hm~(-2).a~(-1),恢复度为0.36,群落生物量也较低,为45.26t.hm~(-2),恢复度为0.20。乔灌混交群落以乔木层的生产力为主体,群落的生产力为16.01t.hm~(-2).a~(-1),恢复度为1.43,因此群落有很高的生物量,为141.09t.hm~(-2),恢复度达到0.69。 3、措施群落及对照区的马尾松地上部分各器官的N,P,K含量以叶片最高,其次为皮或枝;Ca和Mg的含量以皮、枝或叶的最高;而树干中的养分含量均最低。采取不同生态恢复模式后,生态系统的养分年存留量和库存量增加;以草促林群落生产力恢复度低,养分存留量也低,群落及系统的恢复程度较低,离风水林还有很大的距离;乔灌混交群落养分有很高的年存留量,高于风水林,群落及系统的恢复程度较高。 4、各植物器官C浓度平均值的大小以树叶最大,苔藓最小,枯枝落叶层的C含量小于乔木活体植物的C含量。严重侵蚀地治理后,系统已由“C源”转变为“C汇”。以草促林群落的年净固C量为2.30t.hm~(-2).a~(-1),恢复度为0.32,群落、土壤和系统的C贮量分别为23.28、28.03和52.95t.hm~(-2),恢复度分别为0.21、0.19和0.21。乔灌混交的年净固C量为8.35t.hm~(-2).a~(-1),恢复度为1.64,群落、土壤和系统的C贮量分别为75.37、37.89和115.70t.hm~(-2),恢复度分别为0.75、0.35、0.59。 5、各群落乔木中叶的热值最高,枝和皮的次之,树干的略高于根,细根的热值大于粗根。花岗岩侵蚀地经治理后,群落吸收太阳能的能力增强,群落的能量现存量增加。以草促林群落的能量年存留量为9.19×10~3kJ.m~(-2).a~(-1),恢复度为0.35,群落的能量现存量为91.19×10~3kJ.m~(-2),恢复度为0.21。乔灌混交群落能量年存留量为29.98×10~3 kJ.m~(-2).a~(-1),恢复度为1.38,固C能力超过了风水林,群落的能量现存量为269.01×10~3kJ.m~(-2),恢复度为0.67。 6、花岗岩侵蚀地治理后,系统生物多样性增大,以革促林群落4个多样性指数的恢复度在0.15~0.32之间,乔灌混交群落在0.49~0.94之间。 7、土壤质量、生物量、物种多样性、生产力之间的关系分析表明,侵蚀地的恢复是土壤质量与植被相互促进的关系,侵蚀地治理时要注重灌木层的恢复。 8、以草促林生态系统在各方面的恢复程度均较低,乔灌混交的较高。二者恢复程度差异较大,体现了不同措施的恢复效果。以草促林群落仍处于亚热带植被演替的第一阶段(针叶林),乔灌混交群落已进入亚热带植被演替的第二阶段(针叶林为主的针阔混交林)。
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