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退化生态系统的恢复和重建一直是现代生态学关注的焦点问题,目前关于生态恢复的研究也多集中在山地、丘陵、草原等脆弱生态地区进行。本项目来源于国家“十一五”重大科技支撑项目专题“华北土石山区植被恢复与重建技术试验示范”和河南省科技攻关项目“典型退化生态系统恢复、重建机理及生态工程设计示范研究”课题,由河南省林业科学研究院、河南农业大学和济源市林业局等单位协作联合攻关。由于自然因素和人为因素的影响,太行山区生态退化比较严重,已成为了河南省生态环境较脆弱的地区之一。加快该地区的植被恢复和生态建设十分必要。为此,本试验选择太行山低山丘陵区的典型群落类型——荆条群落为对象,重点研究了在人工施入不同水平氮素条件下荆条群落生物量变化、生物多样性变化、氮素回收利用特征及土壤理化性质变化等,从而为该地区进一步开展植被恢复工作提供参考依据,试验结果表明:
(1)随着施氮量的提高,荆条群落生物量呈不断增加的趋势。从不同量施氮对荆条生物量季节变化影响来看,施氮初期,施氮量越高荆条生物量也相对越高,但随着时间的推移,到2009年7月份,16gN/m2处理的生物量最高。
(2)随施氮量的提高荆条对叶片的氮素回收效率显著降低,研究区荆条对叶片的氮素回收效率变化范围在27.92%-46.49%之间。
(3)成熟绿叶中氮含量随着施氮水平的增加而增加,枯叶中的氮含量表现出与绿叶氮含量的相协调变化的规律。
(4)土壤有机质基本上随施氮水平的增加呈逐渐增加的趋势,在16、32 g N/m2处理水平与对照达到了显著差异水平。土壤容重随施氮水平的增加也呈增加的趋势,各施氮处理均与对照达到了显著差异水平,但2、4、8gN/m2处理间,16、32gN/m2处理问差异不显著。土壤含水量随施氮量的提高则有降低的趋势,但在2、4 gN/m2处理水平仍未与对照达到显著差异水平。
(5)相关性分析表明:绿叶中氮含量和枯叶中氮含量之间呈显著正相关。枯叶中的氮与氮素回收效率呈极显著的负相关,与土壤氮呈现出极显著的正相关。绿叶中磷与枯叶中的磷以及土壤中的磷都呈显著的正相关,但不管是绿叶或是枯叶氮、磷之间相关性关系不明显。土壤中的氮则与枯叶中的氮呈极显著的正相关。土壤有机质和土壤含水量与氮素回收效率之间存在极显著的负相关关系。土壤容重则与土壤含水量也呈显著的负相关。