香格里拉亚高山退化植物群落的恢复示范研究
作者单位：云南大学
学位级别：硕士
导师姓名：欧晓昆;张志明;王文礼
授予年度：2020年
摘 要：退化生态系统中植被的恢复与重建是恢复生态学重点的研究内容,生态系统的健康对生物多样性的保护和人类社会的未来可持续生存发展非常重要。我国滇西北亚高山地区复杂多样的地理环境和气候孕育了当地丰富多样的野生动植物资源。多年以来,人类在发展的同时大量开采自然资源,植被被滥砍滥伐,导致区域的亚高山植物群落退化严重,动植物资源迅速锐减,天然林面积减少、质量下降,生态系统变得十分脆弱。为恢复和重建区域的亚高山生态系统,本研究以香格里拉市春宗村后山退化的亚高山植物群落为研究对象,调查退化植物群落的土壤种子库,利用不同的配置恢复方式,选取4块退化程度、地理位置等基本相同的样地(1.3公顷每块)进行恢复实验。样地处理为:样地一(围封,乡土乔灌草恢复)、样地二(对照)、样地三(围封,自然恢复)、样地四(围封,乡土灌草恢复),之后对各样地植被恢复情况进行多时序监测,对比不同恢复样地的恢复效果,以期得到区域亚高山退化植物群落较优的恢复方案,为香格里拉退化亚高山植物群落的生态恢复与建设提供依据和理论基础,同时也为在构建和恢复区域植被物种的选取上提供实践经验和科学依据。本研究对恢复样地一共进行了4次群落调查,分别为2018年4月(种植及围封前)、8月和2019年4月、8月,获取4个样地的植物群落物种组成、多样性、植被覆盖度、种植植物生长量以及成活率等数据;采集了5次土样样品,分别为2018年4月(种植及围封前)和2018年8月、2019年4月、8月、12月(种植及围封后),土样带回实验室进行化学性质测定,并对种植、围封前的退化样地进行了土壤种子库实验分析,探讨在不同的恢复方式下4个样地之间植物群落植物多样性、物种数、植物盖度、植物生长量和土壤化学性质等随恢复进程的变化。研究结果表明:(1)退化亚高山植物群落土壤种子库平均密度为700.5±215.5粒/m,土壤种子库与地上植被之间的相似性较低,土壤种子库植物和地上植物以一年生、多年生的蔷薇科、菊科、禾本科草本植物为主,地上植物中木本植物以杨柳科、壳斗科、鼠李科、松科植物为主,但未在土壤种子库中出现,表明区域植物群落的天然更新能力不足,土壤中缺乏植被恢复的种源基础,自然恢复困难。(2)4个恢复样地中,除空白对照样地二以外,样地一、样地三和样地四的植物群落盖度、物种多样性、植物生长量等均呈现稳定上升的趋势,且植物群落盖度、物种多样性、植物生长量均为:样地一样地四样地三样地二。表明围封恢复效果优于天然(对照)恢复,人工搭配种植恢复效果优于仅围封,且乡土乔、灌、草植物配置种植恢复效果优于乡土灌、草配置种植恢复。(3)4个恢复样地中,随着恢复进程的推进,与天然空白对照样地二对比,样地一、样地三和样地四的土壤化学性质均出现明显变化,具体表现为:土壤pH值在稳定的趋近于原始林pH值;有机质含量呈现波动上升的趋势,且变化程度为样地一样地四样地三;全磷和有效磷含量呈现稳定上升的趋势,且上升速度为样地一样地四样地三;水解性氮、全氮、速效钾和全钾含量呈现逐渐下降的趋势,且下降速度为样地一样地四样地三。表明在恢复的两年时间里对土壤化学性质的影响和改善效果表现为:乡土乔、灌、草植物配置恢复优于乡土灌、草植物配置恢复,乡土灌、草植物配置恢复优于自然恢复。(4)4个恢复样地中,恢复样地一搭配种植的高山松、黄花木和固氮草本的生长量和成活率均高于云杉、小叶栒子和固氮草本的生长量和成活率;样地四搭配种植的黄花木和固氮草本的生长量和成活率高于小叶栒子和固氮草本的生长量和成活率。表明区域亚高山退化植物群落在短时间内搭配高山松、黄花木和固氮草本种植恢复的效果较好,而对于石漠化较高的区域搭配黄花木和固氮草本的恢复效果较好。本研究的结果支持“近自然林业恢复理论,香格里拉退化亚高山植物群落的自然恢复更新能力不足,在短期内,恢复对策应以不同乡土物种植物搭配种植为技术手段,采用乡土乔、灌、草(围封、高山松、黄花木和固氮草本)植物配置或乡土灌、草(围封、黄花木、固氮草本)植物配置方式进行植被恢复较优,在人为干预植被恢复和重建的同时提高当地人民对环境、生态的保护意识,兼顾当地林地、农业、畜牧业等生产力和社会经济的谐调发展。
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