晉西北丘陵風沙區不同人工植被恢復模式生態效應研究

晉西北丘陵風沙區不同人工植被恢復模式生態效應研究

《晉西北丘陵風沙區不同人工植被恢復模式生態效應研究》是依託山西大學,由張鸞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:晉西北丘陵風沙區不同人工植被恢復模式生態效應研究
  • 項目類別:青年科學基金項目
  • 項目負責人:張鸞
  • 依託單位:山西大學
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

晉西北丘陵風沙區水蝕風蝕交錯發育,土壤侵蝕強烈,土地沙化嚴重,是山西省生態環境極脆弱區,也是環京津塘地區防風固沙的前沿陣地。研究區種植的大量小葉楊、檸條錦雞兒灌叢現已明顯退化,亟待進行撫育更新。目前針對晉西北丘陵風沙區的植被恢復研究多為植被群落演替、土壤質量動態、水土保持功能等單一效應的研究,系統的綜合效應研究尚不多見。本研究從區分晉西北丘陵風沙區的生態環境異質性開始,通過不同人工植被模式的生態效應對比,探討植被對生態環境的影響機理,達到篩選適宜植被模式並進行最佳化的目標。本研究為晉西北地區植被建設提供科學的理論指導,有助於加速現有植被結構的最佳化調控。

結題摘要

晉西北丘陵風沙區土壤侵蝕強烈,生態環境脆弱。從上世紀70年代開始,這裡陸續開展了“三北”防護林、退耕還林和京津風沙源治理工程。經過多年植被建設,如何正確認識和評估人工植被恢復的生態效應?該問題的解決有助於加速現有植被結構的最佳化調控,為區域植被工程建設提供科學指導。 本研究通過野外調查、實地觀測和實驗室測定分析,對不同坡向(全陰、全陽和半陰半陽)不同坡位(上、下)的不同人工植被恢復模式從植被群落特徵和演替動態、土壤水分特徵、土壤養分特徵(全氮、全磷、有效磷、有效鉀、PH、有機質)、土壤微生物數量(細菌、真菌、放線菌、固氮菌、反硝化細菌)、土壤微生物學性質(土壤微生物量碳、土壤微生物量氮)和主要酶活性特徵(蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶、鹼性磷酸酶)以及粒徑(黏土含量、中沙、粗沙含量)等方面進行比較,分析各指標之間的相互關係,運用主成分分析法計算不同人工植被模式的綜合生態效應。主要結論如下:(1)喬灌混交林結構複雜,物種豐富度和物種多樣性指數均較高;(2)表層土壤水分空間分布相對均質,隨著土層深度增加,空間異質性增強。土壤水分空間變異是坡向、坡度和植被模式綜合作用的結果;(3)雨季雨量充沛可以提供土壤層有效補給,但植被恢復仍存在不同程度的水分虧缺。自然恢復草地水分虧缺最少,灌木次之,喬木最多;恢復時間越長,造林密度越大,虧缺越嚴重;(4)4種植被模式蓄水保土效應由大到小依次為:油松與檸條混交林、檸條純林、油松純林和草地;草地蓄水保土作用顯著大於農地和裸地;撂荒和自然恢復能夠明顯增強蓄水保土能力;(5)晉西北丘陵風沙區植被恢復和結構配置應以立地土壤水分承載力為前提。新增植被應以灌草為主體,陰坡可配置沙棘,陽坡宜引入檸條和針茅、蒿類等草本植物,避免大面積營造喬木純林;加緊對不同等級的退化人工林實施結構調整和密度控制,開展疏伐,並適時引入灌草;保護天然草地,重視自然恢復,倡導草田輪作。

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