本文關鍵詞：黃土丘陵溝壑區(qū)抗侵蝕植物及其群落特征研究　出處：《中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：黃土丘陵溝壑區(qū)水土流失嚴重,土壤侵蝕嚴重干擾著植物的發(fā)育與演替過程。在土壤侵蝕嚴重地區(qū)生存的植物,采用不同的生存策略適應和抵抗土壤侵蝕造成的各種脅迫與干擾,并能發(fā)展為可抵抗土壤侵蝕的植物群落。本研究基于對黃土丘陵溝壑區(qū)延河流域多年植被調查資料的整理分析,根據(jù)抗侵蝕植物定義及Braun-Blanquet植物社會學方法,篩選該區(qū)潛在的抗侵蝕植物,探討其適應機制及其在群落中的作用,分析不同抗侵蝕植物的演變規(guī)律;通過對不同侵蝕環(huán)境下植物群落的調查與分析,闡明植被恢復過程中不同抗侵蝕植物群落改善土壤侵蝕環(huán)境的能力;通過計算不同抗侵蝕植物群落結構化植被因子指數(shù),并結合其土壤侵蝕量數(shù)據(jù),探明能夠抵抗土壤侵蝕的群落結構特征。主要研究結果如下:1)共篩選出潛在抗侵蝕植物42種,分屬18科33屬。禾本科、豆科、菊科、薔薇科在研究區(qū)占優(yōu)勢地位,是退耕地植被恢復演替過程中的主要植物組成。該區(qū)氣候的自然選擇決定了地區(qū)植物生長型以灌、草為主,灌木多為高位芽或地上芽植物,多年生草本植物以地面芽為主;水分生態(tài)類型以中生、旱生為主。2)42種抗侵蝕植物通過土壤種子庫、植冠種子庫、種子萌發(fā)休眠策略、幼苗建植及營養(yǎng)繁殖等方式維持自身的生存繁衍;通過解剖形態(tài)上的特殊結構、厚的保護組織、發(fā)達的柵欄組織以及生理上的抗氧化機制和滲透調節(jié)作用中的一種或是數(shù)種機制來適應侵蝕環(huán)境。不同抗侵蝕植物生態(tài)位寬度在0.023-0.359之間,抗侵蝕植物在適宜生境中可作為群落優(yōu)勢種或伴生種,在其它生境條件下是群落偶見種。3)在自然恢復過程中,草本群落演替后期抗侵蝕植物開始出現(xiàn)生境分化;延河流域南部森林帶、中部森林草原帶的溝坡與溝沿線等局部區(qū)域分別有喬、灌木的分布,北部草原帶則少見灌木。在刺槐林下植被恢復過程中,林下出現(xiàn)的抗侵蝕植物較少,只有部分一年生雜草和禾本科植物的存在;人工林逐漸衰退后,演替中后期的植物開始成為林下植被的優(yōu)勢種。在人工灌木林生長相對穩(wěn)定的時期,林下抗侵蝕植物并沒有出現(xiàn)更替。4)由較多物種形成的群落結構尤為重要,不同物種組成的地上和地下復雜層次結構才能起到有效改善土壤侵蝕環(huán)境的作用�？骨治g植物群落的改善能力與群落所處的生境密切相關,在延河流域南部森林帶,喬、灌、草形成的群落層次結構及較多的枯落物是改善土壤環(huán)境的主要因素;在中部森林草原帶和北部草原帶,植物細根的作用是改善土壤環(huán)境的關鍵因素。5)不同群落類型有各自能有效減少土壤侵蝕強度的結構化植被因子指數(shù)Cs。演替早期群落及人工林未表現(xiàn)出較強的減蝕能力,當Cs分別大于20%和30%左右,且草本層和枯落層蓋度較大時,土壤侵蝕強度小于2500 t km-2 yr-1。演替中、后期群落及自然喬、灌群落Cs分別大于30%和36%,且近地面的灌木、草本層及貼地面的枯落層中至少有一層蓋度較大時,可有效減少土壤侵蝕,尤其在暴雨年份,禾本科植物群落及自然喬、灌群落能有效控制土壤侵蝕,當Cs分別大于38%和30-40%,且近地面至少有一層蓋度較大時,土壤侵蝕強度小于黃土高原地區(qū)允許土壤流失量。不同水文年群落能有效抵抗土壤侵蝕的Cs值有明顯區(qū)別,暴雨年份植物群落有效減少土壤侵蝕所需的Cs值較高。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S157
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本文編號：1330422