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丹江口库区消落带土壤种子库及生境特征研究

袁岸琼  
【摘要】:丹江口水库水位周期性涨落,产生了干湿交替的消落带区域,使原有植被多样性和覆盖度显著降低。土壤中的种子是消落植物萌发和植被建成的前提。针对丹江口库区消落带的特殊情况,本文对消落带土壤种子库、土壤生境特征和地表植被进行了系统研究,探讨水位变化对其分布产生的影响和大坝对种子水传播的影响,为未来丹江口库区消落带的植被恢复和重建提供理论依据。 根据消落带各部分在水流方向上联系的紧密程度,将丹江口水库大坝上游区域(上游区域)划分为四个子区域:丹库周边区域(丹库周)、丹库与汉库之间区域(库中)、汉库北部区域(汉库北)和汉库南部区域(汉库南),在大坝下游选取一个区域(下游区域)。在上述5个区域内共选取33个样地,在各样地内选取海拔高程分别为136m(下带)、142m(中带)和148m(上带)的三条样带,并在各样带内进行土壤采样和植被调查。对土壤种子库、土壤表层理化性质、地上植被等进行系统研究,结果表明: (1)消落带土壤种子库的物种分属于28科57属69种,禾本科、菊科、莎草科和玄参科在物种组成中占优势。上游和下游区域间没有共同的优势物种。研究区种子库密度的高低次序为:下游(5569.23粒/m2)库中(3114.9粒/m2)汉库南(1495.2粒/m2)丹库周(960.0粒/m2)汉库北(957.1粒/m2)。种子库密度在上游4个区域间无显著差异,而下游区域与上游4个区域有显著差异。随着土壤层次的加深,土壤种子库在垂直分布上呈现下降的趋势。下游区域的生物多样性各项指标均优于上游区域。土壤种子库中一年生和多年生的草本植物分别占66.67%和33.33%。 (2)上游区域的地表植被共有88种植物,分属于28科70属。优势科为菊科、禾本科、藜科、豆科和蔷薇科。优势物种为狗牙根、萹蓄、苘麻、朝天委陵菜和小藜。植物组成中一年生草本和多年生草本分别占55.68%和44.32%。中带和上带出现3种共同优势物种,说明水淹的选择下不同海拔上地表植被优势物种有较高的相似性。上游区域内上带植被在各项指标上均优于中带。同时Simpson多样性指数与Margalef丰富度指数在各区域的变化趋势一致,均表现为丹库周汉库南库中汉库北。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在各区域的变化趋势一致,均表现为丹库周库中汉库南汉库北。 (3)不同样带海拔越高,表层土壤含水量和最大持水量越低。土壤孔隙度、毛管持水量和最小持水量除了在库中表现为随海拔升高而上升外,其它上游区域均表现为随海拔升高而降低。土壤容重则与孔隙度等指标表现的趋势相反。不同样带海拔越低,表层土壤铵态氮含量和pH值越高。除了库中区域的土壤硝态氮和有机质随海拔升高而增大,其它上游区域均为随海拔升高而降低。 (4)土壤种子库密度与土壤容重存在极显著负相关关系,与土壤有机质、最大持水量、毛管持水量、最小持水量和非毛管孔隙度存在极显著正相关关系。土壤种子库与地表植被的物种相似性较低,在上带和中带分别为0.329和0.261。土壤种子库和地表植被共有优势物种有狗牙根、朝天委陵菜、萹蓄、齿果酸模和虉草5种,以一年生草本为主,多年生草本仅有狗牙根。


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