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植被恢复效益评价是植被恢复工程的重要组成部分,可以指导植被恢复过程中的物种选择和方法选用,有利于植被恢复工程的改进和效益的提高,已成为恢复生态学研究的热点问题。本文选取毛乌素沙地南缘生长年限相同(同为6年生)的5种代表性人工植被样地:油蒿、沙柳、花棒、小叶杨、紫穗槐样地为研究对象,并选取裸露沙地为对照样地,通过野外观测、室内分析,对各样地的土壤容重、机械组成、水分、有机质和养分含量,以及各植物光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、比叶面积等指标进行分析,比较5种代表性植物的土壤改善作用大小,分析各植物种的环境适应性,最后综合评价各植被的恢复效果和持续性,为研究区人工植被恢复的植物种选择提出了建议。主要研究内容及结果如下:
⑴紫穗槐拥有发达的根系和紧密的枝叶结构,明显地改善了原有沙地的土壤容重、机械组成,但土壤养分含量改善不明显。在强光条件下,紫穗槐通过关闭叶片气孔,降低光合、蒸腾速率,减少水分消耗,水分利用率高,比叶面积分析得出紫穗槐耐旱特性强,生长状况良好,较适宜在研究区生长。
⑵油蒿和花棒的表现相近,植株个体较小,但枝叶结构紧密,对地表土壤保护较好,样地土壤容重和养分改善较好,光合和蒸腾速率较快,高于其他植物,土壤水分利用效率低,但由于植株叶面积小,水分消耗量也少,所以样地土壤水分含量较高,未达到凋萎湿度。油蒿和花棒可以作为研究区植被恢复的选择物种。
⑶沙柳有很强的耐风沙、耐旱特性,能够顺应气温变化,改变光合、蒸腾速率,中午关闭叶片气孔,表现为“午休"特性,但是植株个体大,生长快,土壤水分消耗较多,水分利用效率中等,枯水期样地60-140cm土层含水量接近凋萎实地,水分利用不可持续,植被稳定性较差。
⑷杨树属于矮乔木,植株个体较大,有发达的根系,是单株型植物,枝叶向上生长,对地表土壤的保护作用小,所以杨树样地土壤特征表现为容重有较好改善,土壤机械组成和养分含量改善不明显;虽然蒸发和光合速率较小,但叶面积最大,所以消耗土壤水分大,土壤水分含量较低,枯水期40-80cm土层含水量接近凋萎湿度,严重威胁着杨树持续生长。
⑸研究得出紫穗槐对土壤环境改善效益较好,且对生境适应,植被恢复效益稳定可持续,是研究区植被进一步恢复的首选植物种。考虑到研究区的植物多样性,还可以选择油蒿和花棒作为恢复物种。杨树由于其枝叶结构特征,对土壤的改善作用小,且植物耗水量大,土壤水分利用不可持续,不适应在研究区种植。