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青海省三种不同类型草地取土场的恢复力和稳定性研究
金艳霞
2014-05
摘要随着西部大开发的继续推进,青藏高原的工程也大幅增加。而工程建设中形成的取土场不仅破坏了青藏高原的原生自然景观,也加剧了水土流失,造成青藏高原生态系统,特别是草地生态系统的退化。因此,取土场的恢复是青藏高原受损生态系统恢复的重要内容。本研究选择青藏高原区宁果(西宁-果洛)公路沿线不同类型草地上遗留的取土场为研究对象,并分别以温性草原,高寒草原,高寒草甸做对照,采用野外群落调查和室内土壤样品分析相结合的方法,探讨不同类型草地取土场在自然恢复演替过程中植物群落组成、植物群落的生物量、物种多样性、综合恢复能力、稳定性的动态变化和土壤理化特征的变化规律,分析土壤理化特征对植物群落生物量、物种多样性、均匀度、优势度、综合恢复能力的影响。通过对宁果(西宁-果洛)路沿线不同恢复年限取土场自然恢复过程中植被、土壤特征和恢复机理的研究,旨在为青藏高原不同类型草地类似取土场工程迹地的恢复过程,各恢复阶段植物群落和土壤状态,以及植物群落-土壤系统在恢复过程中的相互响应提供理论依据和实验验证。 本研究主要结果如下:
1. 不同类型草地取土场在自然恢复演替过程中,植物群落中植物科的分布比例发生了明显的变化,并且出现了一些对照草地没有的植物。同德取土场在5a~30a的恢复过程中共出现了3种玄参科植物,在各恢复阶段分别占了总物种数的8.62%、10.13%、1.49%、7.07%。随着恢复年限的增加,同德取土场植物群落地上生物量显著增加,地下生物量呈波动变化,而玛多和玛沁取土场植物群落的地下生物量均高于地上生物量,并且地上生物量在恢复5a时已与对照高寒草地无显著差异。同德取土场植物群落的物种数在恢复30a时,显著高于恢复20a,与对照草原间无显著差异。Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson指数的变化不显著。玛多和玛沁取土场植物群落物种数随恢复年限的增加呈显著增加的趋势,分别在恢复恢复10a和30a时,与对照高寒草地间无显著差异。Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均随恢复年限的增加而增加,Simpson指数变化的趋势相反。
2. 随着恢复年限的增加,同德取土场植物群落的综合恢复能力呈降低趋势,玛多和玛沁取土场植物群落的综合恢复能力在5a~10a呈显著的增加,在10a时与对照草地无显著差异,10a后呈波动的降低趋势。三种不同类型草地取土场植物群落在自然恢复过程中各恢复阶段均处于稳定状态。与对照草地相比,同德、玛多、玛沁取土场植物群落均在恢复年限为20a时最稳定。
3. 随着恢复时间的增加,同德取土场土壤相对湿度呈降低趋势,土壤紧实度呈增加趋势,玛多取土场的土壤相对湿度和土壤紧实度均没有显著变化,玛沁取土场的土壤相对湿度和土壤紧实度都呈增加趋势。同德和玛沁取土场的土壤有机质和土壤全氮均得到显著提高,而玛多取土场的土壤有机质和土壤全氮均无显著变化。同德、玛多、玛沁取土场的土壤全磷分别在恢复10a,5a,5a时,与对照草地间无显著差异。在自然恢复过程中,除了玛沁取土场的土壤速效氮随恢复年限增加呈波动增加趋势外,其他取土场的速效氮、速效磷、速效钾的变化均不显著。三种不同类型草地取土场的土壤整体呈偏弱碱性,随着恢复时间增加,玛多,玛沁取土场的土壤碱性有减弱趋势,同德取土场的土壤碱性没有显著变化。
4. 三种不同类型草地取土场在自然恢复过程中,土壤理化指标间的关系存在差异。植物群落特征与土壤理化指标的关系也因不同草地类型而不同。在同德温性草原取土场,土壤有机质与土壤相对湿度呈显著的负相关关系(P<0.05),而在玛多高寒草原和玛沁高寒草甸,土壤有机质和土壤相对湿度呈正相关。此外,在同德温性草原取土场,植物群落物种数与土壤有机质和速效磷呈显著的正相关(P<0.05)。在玛多高寒草原取土场,植物群落物种数与速效氮呈显著的正相关(P<0.05)。而在玛沁高寒草甸取土场,植物群落物种数则与速效钾呈显著的正相关(P<0.05)。 综上所述,青藏高原取土场植被和土壤的自然恢复是一个复杂而缓慢的过程,不同类型草地的取土场在植被和土壤恢复过程呈现不同的演替规律,所需要的恢复年限也不尽相同。
文献类型学位论文
条目标识符http://210.75.249.4/handle/363003/21898
专题中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
金艳霞. 青海省三种不同类型草地取土场的恢复力和稳定性研究[D],2014.
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