黃土丘陵小流域生態退耕的時空格局及生態效應

《黃土丘陵小流域生態退耕的時空格局及生態效應》是依託北京師範大學，由邱揚擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：黃土丘陵小流域生態退耕的時空格局及生態效應
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：邱揚
• 項目類別：面上項目

項目摘要

以景觀生態學的尺度－格局－過程為理論基礎，採用實地觀測、遙感解譯與GIS空間統計分析相結合的方法，選擇黃土丘陵溝壑區典型小流域，分別在立地和小流域兩個尺度，研究生態退耕的時空分布格局及其影響因子，生態退耕時空格局與植物演替和土壤質量時空格局的相互關係，不僅可以揭示黃土丘陵小流域生態退耕的時空格局及其驅動因子，而且有助於探討生態退耕對植物演替和土壤質量的作用機理，為小流域生態恢復提供科學依據。

結題摘要

以景觀生態學的“尺度－格局－過程”為理論基礎，採用實地觀測、遙感解譯與GIS空間統計分析相結合的方法，選擇黃土丘陵溝壑區大南溝小流域，分別在立地和小流域兩個尺度，研究生態退耕的時空分布格局及其影響因子，生態退耕時空格局與植物演替和土壤質量時空格局的相互關係。研究結果表明，受土地生產力的影響，海拔高、坡度大、坡向朝陽、位於坡上部以及坡形偏凸的農地退耕早，多為自然棄耕；相反，農地退耕晚，多為人工恢復。小流域景觀格局指數的粒度效應明顯，不同年份之間差異顯著；粒度效應可分為5種類型，包括穩定不變型、平穩降低型、波動降低型、波幅增強型和不規則變化型。生態退耕後植物次生演替的主要過程為：農地一年生雜草→多年生蒿草→多年生叢生禾草；亞灌木及灌木主要出現於演替中後期。隨退耕年限增加，植物群落的層次、總蓋度、灌木層蓋度、亞灌木層蓋度及苔蘚層蓋度顯著增加，草本層蓋度微弱減小；除草本層蓋度外，高海拔、陡坡、偏西和坡形偏凸地區的群落層次較豐富、蓋度較大。除表層濕土粘結力、濕土入度和速效氮含量外，其他土壤理化性質都以退耕還林地和還灌地最好，退耕還草地次之；土壤水分空間預測模型以多元線性通用回歸模型的預測精度較高，多元線性逐步回歸模型的預測效率較高。退耕初期自然棄耕的土壤改良效果更好，人工恢復措施在退耕10年後才表現出很好土壤改良作用。在退耕初期，土壤理化性質呈現增長趨勢，25年後出現一定程度降低，但仍然顯著高於對照農地。發明的實用新型專利“一種多功能野外植物群落測高桿”，有助於植物群落野外調查。研究結果有助於揭示黃土丘陵小流域生態退耕的時空格局及其驅動因子，有助於探討生態退耕對植物演替和土壤質量的作用機理，為小流域生態恢復提供科學依據。