论文部分内容阅读
低山丘陵在我国长江中下游地区分布广面积大,该区长期存在着森林质量不高、健康状况不良、生态功能及生物多样性下降、生产力衰退、病虫害大面积发生等问题。因此,如何恢复已退化的森林植被,改善森林结构,提出高效的植被恢复和开发利用模式,已成为长江中下游山丘区亟待解决的战略问题和现实问题。本研究在浠水县典型小流域建立试验示范区,选择六种典型退化植被类型和三种植被恢复模式开展长江中下游低山丘陵区植被退化特征调查与植被恢复模式生态效益的调查。调查结论如下:1.退化植被的群落外貌特征为群落层次减少。荒裸地和灌草地都缺乏乔木层,群落内多是阳性喜光植物;林分郁闭度降低,植被覆盖率降低,荒裸地林分郁闭度为0,植被覆盖率也仅60%。2.随着植被退化程度的加深,生物多样性Shannon-Wiener指数的变化趋势为由小到大再变小,Simpson指数H的变化趋势为由大变小再变大。本次调查中石栎林Shannon-Wiener指数较小为1.4276,但Simpson指数较大0.6615;轻度退化的植被毛竹林的灌木层多样性指数H和均匀度指数D均为最高,分别为2.0976和0.8425。严重退化的荒裸地,多样性指数H较小为1.3288,均匀度指数D较大为1.2534。3.退化越严重的植被,土壤结构越差,保水功能也降低。石栎林、杉木林的土壤容重分别为1.33g·cm-3、1.36 g·cm-3均小于荒裸地1.43 g·cm-3和灌草地1.41 g·cm-3。马尾松林的土壤孔隙度状况最好,其次是灌草林和石栎林,荒裸地最差。和孔隙度的变化趋势相同,不同退化程度森林类型土壤含水量、最大持水量、最小持水量变化趋势均为马尾松林>灌草林>石栎林>杉木林>毛竹林>荒裸地。4.植被的退化影响土壤养分含量变化,本次调查中,荒裸地的土壤有机质含量为0.97%、全氮含量为0.06%,均明显低于其他森林生态系统,而全钾和全磷含量较为稳定。5.浠水县现有的植被恢复模式有:马尾松林模式、桃树×大花萱草模式、农用耕地模式。土壤容重由高到低依次为荒坡地、农耕地、桃树×大花萱草、马尾松林。各种恢复模式上层(0~20cm)土壤容重均小于下层(20~40cm)土壤。6.有林地对土壤孔隙状况的改善作用优于荒坡地,0~20cm土层孔隙状况好于20~40cm土层。土壤孔隙状况的变化趋势为:马尾松林>桃树×大花萱草>荒坡地>农耕地。7.各种恢复模式土壤0~20cm层土壤含水量大于20~40cm层。表明表层土壤含水量要好于下层土壤。马尾松林20~40cm层最大、毛管、最小持水量均大于0~20cm层(40.14mm)。几种恢复模式中,含水量最大的是桃树×大花萱草模式,其次是马尾松林,荒坡地最小。毛管持水量、最小持水量与最大持水量变化趋势相同。8.土壤养分含量在不同恢复模式中差异也很大,尤其是土壤有机质和全氮含量。有机质含量马尾松林>农耕地>桃树×大花萱草>荒坡地。全氮含量依次为农耕地>马尾松林>桃树×大花萱草模式>荒坡地。但是全钾含量较为稳定变化不大。9.孔隙度和含水量随时间变化趋势相同,均表现为:9月>6月>3月>12月。10.不同植被恢复模式土壤渗透性能不同,表现为:马尾松林初渗速率和稳渗速率均大于其他恢复模式,桃树×大花萱草模式稳渗速率和初渗速率最小。11.不同恢复模式降雨时产生的地表径流量及土壤侵蚀量存在明显差异,与荒坡地相比,其他恢复模式地表径流量可以削减13%~34%,土壤侵蚀量可以削减51%~87%,马尾松林模式削减率最大。