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本文用空间代替时间序列的方法对陕北黄土丘陵区退耕地植物群落演替进行了系统的数量分析研究。首先在明确退耕地演替规律和演替过程中土壤水分、养分的变化的基础上,根据演替与环境的关系,对陕北黄土丘陵区退耕地演替机理进行了分析,意在为当地植被恢复与重建提供理论依据。1.黄土丘陵区退耕地种群演替生态位分析:分析确定了适合该地区种群演替生态位的计算公式。Levin演替生态位宽度指数表明演替主要种生态位宽度高于伴生种,演替后期的主要种生态位宽度高于演替前期主要种宽生态位度;演替后期伴生种生态位宽度高于演替前期伴生种生态位宽度。生态位宽度指数较好地反映了植物种的资源利用和适应能力。生态位重叠指数Pianka指数在演替生态位的研究中适用性较好,种的极点排序和黄土丘陵区退耕演替序列基本一致,说明种间竞争是退耕地群落演替的驱动力之一。2.陕北黄土丘陵区退耕演替过程中土壤理化性质和水分的变化退耕地1-2年生草丛群落向多年生草丛群落过度类型土壤含水量最高,灌丛群落最低,乔木林居中;从草本群落到灌丛群落阶段的自然恢复过程中,植被对土壤水分的利用属于“完全消耗型”;从灌丛阶段恢复至乔木林阶段,植被对土壤水分的利用属于“恢复消耗型”。营建乔灌草复层植被有利于改善土壤水分的状况。不同坡向土壤水分大小的排序为:北向坡>东向坡>西向坡>南向坡;由于径流的叠加效应,坡面的土壤水分差异明显,一般呈现出下部>中部>上部;随坡度增大,土壤水分减少。退耕演替过程中0-20cm、20-40cm、40-60cm土壤有机质、全氮、速效氮（包括NO3-N、NH4-N）在整个演替阶段都呈增加的趋势。土壤有机质剖面分布具有明显的规律性:0-20cm>20-40cm>40-60cm,土壤有机质有向表层富集的趋势。植被恢复可以增加土壤有机质含量,尤其是0-20cm土层。土壤全P与速效P并不呈显著正相关关系,全P含量的多少并不能代表速效P的大小。全P含量的大小,受土壤母质中矿物成分及其质地的影响较大。有效磷在土壤剖面上的分布规0-20cm>20-40cm>40-60cm;乔木林对有效磷含量影响较大,草本群落较小。土壤表层的容重随着演替的进行逐渐减少,这证明植物的演替对土壤的物理性质的改善有明显的推动作用。