本文關(guān)鍵詞：大興安嶺火燒跡地落葉松人工林生態(tài)效應(yīng)研究　出處：《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：為了探討火燒跡地植被恢復(fù)過程中生態(tài)效應(yīng)的變化規(guī)律。采用時(shí)空互代法,以大興安嶺重度火燒跡地不同恢復(fù)年限落葉松人工林為研究對象,以重度火燒跡地作為對照樣地,對土壤質(zhì)量演變、枯落物及土壤水文效應(yīng)、植物多樣性和生物量分配格局以及小氣候變化進(jìn)行了研究,利用主成分分析對植被恢復(fù)過程中生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明：(1)植被恢復(fù)過程中土壤物理和化學(xué)性質(zhì)波動(dòng)變化,火燒跡地恢復(fù)24 a時(shí)土壤容重最小,土壤全氮、全磷、速效磷和有機(jī)質(zhì)含量均最高。植被恢復(fù)過程中0-10 cm和10-20 cm土層微生物量碳含量分別為334.77～1764.34 mg/kg和267.17～1123.07 mg/kg,0-10 cm和10-20 cm土層微生物量氮含量分別為34.17～182.14 mg/kg和23.45～84.81 mg/kg。隨著恢復(fù)年限的增加,土壤微生物量碳、氮含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。植被恢復(fù)過程中土壤酶活性波動(dòng)變化,恢復(fù)24 a時(shí)4種土壤酶活性均高于重度火燒跡地,土壤微生物量、酶活性與土壤養(yǎng)分含量密切相關(guān)。土壤容重、毛管孔隙度、堿解氮含量、蔗糖酶和過氧化氫酶活性等指標(biāo)在植被恢復(fù)過程中土壤質(zhì)量評價(jià)中占主導(dǎo)地位,植被恢復(fù)過程中土壤質(zhì)量波動(dòng)變化。(2)植被恢復(fù)過程中枯落物層蓄積量為3.01-6.04 t/hm2,枯落物層最大持水量為6.66-30.23 t/hm2。隨著恢復(fù)年限的增加,枯落物層最大持水量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢�？萋湮锟傆行r蓄深在0.51-1.45 mm之間,表現(xiàn)出隨著恢復(fù)年限的增加而增強(qiáng)的趨勢�？萋湮锍炙�(W)和吸水速率(y)與浸水時(shí)間(t)分別按W=k lnt+p和V＝ktn方程變化。植被恢復(fù)過程中土壤飽和貯水量顯著高于枯落物層最大持水量,土壤入滲性能總體呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢�；馃E地恢復(fù)24 a時(shí)土壤初滲速率、穩(wěn)滲速率和前70 min累積入滲量均最大,穩(wěn)滲時(shí)間較長,土壤入滲性能較好�；纛D模型能夠較好地?cái)M合土壤入滲過程,土壤入滲特征指標(biāo)與理化性質(zhì)有較好相關(guān)性。植被恢復(fù)過程中土壤飽和持水量占林地總持水量的97%以上,火燒跡地恢復(fù)24 a時(shí)林地總持水量最高,為1180.93t/hm2,恢復(fù)16 a時(shí)最低,為897.67 t/hm2。土壤滯留貯水量和入滲特征指標(biāo)在植被恢復(fù)過程中枯落物和土壤水文效應(yīng)評價(jià)中占主導(dǎo)地位,植被恢復(fù)過程中枯落物和土壤水文效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢。(3)植被恢復(fù)過程中草本層物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)高于喬木層和灌木層。群落物種多樣性波動(dòng)變化,火燒跡地恢復(fù)21 a時(shí)群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)最高,恢復(fù)13 a時(shí)群落Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)最高。植被恢復(fù)過程中喬木層生物量為3.636～115.603 t/hm2,隨著恢復(fù)年限的增加逐漸增大。灌木層生物量和枯落物層蓄積量呈波動(dòng)式變化。草本層生物量為0.018-0.408 t/hm2,隨著恢復(fù)年限的增加逐漸減小。群落生物量為10.80-123.96t/hm2,隨著恢復(fù)年限的增加逐漸增大。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)與地表生物量顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。群落物種數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Hurlbert均勻度指數(shù)在植被恢復(fù)過程中植物多樣性和生物量分配格局評價(jià)中占主導(dǎo)地位。植被恢復(fù)過程中植物多樣性和生物量恢復(fù)效果波動(dòng)變化。(4)植被恢復(fù)過程中6-9月份地表5 cm深處月平均土壤溫度為8.22-18.73℃,地表10 cm深處月平均土壤溫度為7.70-18.25℃。隨著恢復(fù)年限的增加,月平均土壤溫度、各月份土壤最高溫、最低溫呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,各月份土壤溫差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。植被恢復(fù)過程中地表5 cm深處土壤溫度日較差比10 cm深處大,地表5 cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時(shí)間比10 cm深處早。隨著恢復(fù)年限的增加,地表5 cm和10cm深處土壤最高溫、最低溫出現(xiàn)時(shí)間表現(xiàn)出延遲的趨勢,土壤溫度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。植被恢復(fù)過程中6-9月份月平均空氣溫度為7.67-18.92℃,月平均空氣濕度為58.71-82.90%。植被恢復(fù)過程中月平均空氣溫度呈現(xiàn)降低的趨勢,月平均空氣相對濕度呈現(xiàn)增加的趨勢�？諝鉁囟热兆兓实埂癠”型,空氣相對濕度日變化呈“U”型。隨著恢復(fù)年限的增加,空氣溫濕度最高值、最低值出現(xiàn)時(shí)間表現(xiàn)出延遲的趨勢,空氣溫度和空氣相對濕度日較差呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。土壤溫度、空氣溫度及空氣相對濕度之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。土壤溫度和土壤溫度日較差在植被恢復(fù)過程中小氣候因子評價(jià)中占主導(dǎo)地位。植被恢復(fù)過程中落葉松人工林朝向更加陰、涼、濕的方向發(fā)展。(5)土壤質(zhì)量指標(biāo)在植被恢復(fù)過程中生態(tài)效應(yīng)評價(jià)中占主導(dǎo)地位,是重度火燒跡地植被恢復(fù)過程中生態(tài)效應(yīng)恢復(fù)效果的主要影響因子。由此可知,重度火燒跡地經(jīng)過植被恢復(fù)后,隨著恢復(fù)年限的增加,生態(tài)效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S718.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1319355