川西北沙化草地生态恢复过程中植被与土壤变化研究

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本文以川西北地区若尔盖沙化草地为研究对象,研究了生态恢复过程中的群落数量特征和土壤质量。通过对不同恢复年限下的群落植物组成、群落高度、群落盖度、群落密度、物种重要值和地上生物量等的分析,揭示了群落主要数量特征随恢复演替的变化规律;然后对不同恢复阶段的土壤物理特性、化学组成进行分析,评价了沙化草地的土壤质量。研究得出主要结论如下:(1)若尔盖沙化草地恢复演替过程中植物物种贫乏,以豆科、禾本科、莎草科和菊科植物最为重要。随着恢复演替进程,植物种类数量变化明显,开始缓慢增加,随后快速增加,总共新增了14种植物。(2)群落主要数量特征受次优势种、伴生种的影响最为显著,优势种的影响较小。其中,草层高度表现为“增加-下降-稳定”的趋势;群落盖度表现为逻辑斯谛增长(P=68.2800/1+e(x-2.0365)/0.0379);群落密度变异很大(166-760 ind/m2),没有表现出明显的变化规律;在整个演替过程中优势种、次优势种和伴生种的重要性都稳定于15%左右,群落向多优群落发展;群落多样性指数呈明显的增长趋势。(3)地上生物量呈逻辑斯谛增长(B1=480.9214/1+e (x-1.3924)/0.6171),第一阶段最低鲜重为185.6g/m2,第四阶段最高鲜重为753.5g/m2。(4)沙化草地的土壤物理性黏粒(<0.01mm)的含量在9.9%-10.7%之间,土壤主要为紫砂土,pH值呈中性。(5)受地面蒸散作用和生理蒸腾作用影响,表层土壤(0-10cm)含水量呈明显递增趋势,其他层次土壤水分含量变化规律不明显,土壤平均含水量表现为增加-降低-增加的规律。(6)在恢复演替进程中,土壤质量得到了明显改善。其中,有机质整体表现为增加的趋势;全氮与有机质的含量变化规律基本一致,呈极显著性正相关(r=0.947**);全磷呈逐步增加的趋势,与有机质正相关(r=0.588):全钾含量的变化波动性较大,规律性不强,与有机质呈正相关(r=0.377)。
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