张映翠[1]2005年在《乡土草本植物对干热河谷退化土壤修复的生态效应及机制研究》文中研究指明土壤退化是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降,甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤退化通过降低土壤质量破坏资源库和生态系统的生产力,污染天然水体,并在C、N、S和其它元素循环中改变水和能量平衡,向大气排放温室气体,影响全球气候,从而动摇全球政治和社会的稳定,因此,退化土壤修复成为21世纪农业与环境发展的严峻挑战以及生态学和土壤学的研究热点。土壤退化修复研究在国外重视和开展较早,但主要集中在农业生态系统,针对自然生态系统退化土壤的修复研究为数不多。已有关于退化生态系统恢复的研究多集中在人为改善土壤环境来加速期望植被的恢复,以期实现退化的逆转,而至于如何利用退化土壤自身养分、水分、植物、光能等资源以及土壤-植物系统的自修复能力来改善土壤现状,促进永久、持续生态系统建立的研究与实践很少受到重视。干热河谷是世界极端环境的一种类型,区域内的土壤退化更具严峻性和危险性,并成为近年来恢复生态学的研究热点之一。 我国干热河谷主要受地形等气候环境条件对局地气候和水热平衡状况的剧烈影响,形成极不协调的水热组合。降雨时间短,旱季时间长,降雨与蒸发配比失调,气候十分干旱,加之地形破碎,大部分土地经历着频繁水土流失、不稳定气象水文以及强度人为干扰叁大因素的长期迭加,形成集干旱炎热、易于侵蚀和养分贫瘠为一体的特殊土壤生态环境,成为国内植被恢复极端困难的地区之一。数十年来,干热河谷生态恢复研究与实践取得了很大成就,但在技术途径上过分强调人工林建设,忽略草灌植被自然恢复;盲目依靠外来物种、忽略乡土资源;因而,人工植被系统持续性低、维持成本高。在理论上缺乏对限制植被恢复的土壤因子及受损土壤重要功能修复的研究,更缺乏土壤修复及其生态效应的长期定位研究。因此,本研究在典型干热河谷区元谋干热河谷1992年实施的封禁保护植被之朴素生态学实践基础上,逐步用恢复生态学理论加以完善,开展封禁恢复乡土草本植物对退化土壤修复的生态效应及机制研究。研究采用野外调查、长期定位研究、田间试验与室内分析相统一,宏观与微观、定量与定性相结合的方法,以金沙江干热河谷海拔1000-1350m低丘山地退化土壤为对象,在查明不同退化土壤植物群落特征及乡土草本植物的群落学作用基础上,确定该区不同退化土壤的优势草本植物;针对研究区退化土壤影响该区植被恢复的主导限制因子——干旱和养分贫瘠,在上述长期自然封禁保护区内,选择典型的退化土壤,以10年封禁恢复乡土草本植物过程中的土壤养分环境动态,恢复10年后土壤水分环境和微生物环境特征的变化,对乡土草本修复燥红土和变性土两类退化土壤的生态效应进行了探讨,并用恢复过程中植物群落动态变化进一步验证这些效应;最后通过优势草本植物在退化土壤中实现种群增长的策略、草被的水土保持作用、优势草本植物枯落物分解过程以及草本植物根系改善土壤结构的定量、定性研究,初步揭示乡土草本植物修复干热河谷退化土壤的机制,在理论上深化了干热河谷退化土壤修复的基础理论,在实践上提供了干热河谷生态修复可持续发展的新途
费世民[2]2004年在《川西南山地生态脆弱区森林植被恢复机理研究》文中研究说明川西南山地处长江上游金沙江流域，地跨横断山系，其生态地位十分突出，是我国生态治理的重点区域之一。由于西南季风和东南季风的复杂影响和山地气候分异的作用，从地理景观分异和森林生态系统特点来看，森林植被恢复困难的生态脆弱区在：海拔1500m以下的干热河谷、和1500m－2000m的偏干性常绿阔叶林、云南松林分布地带。因此，围绕这两个地带的植被恢复、森林更新恢复问题进行本研究的工作。干热河谷是典型造林困难地带，生态环境恶劣，人为干扰严重，按照自然演替理论，单靠自然恢复，时间长，成效太慢；而以往造林技术研究过于受国家造林验收标准要求的限制，忽视了植被恢复的生态学过程的深入研究，以至今尚未形成一个行之有效的配套技术，造林成效低。因此，为了加快植被生态恢复的进程，如何提出有效的干热河谷植被恢复与造林技术研究，一直是科学界关注和研究的热点。干热河谷上缘的山地森林以偏干性常绿阔叶林和云南松林为主，由于长期采伐影响，环境条件趋于干旱化，严重影响森林的天然更新成效，多形成低效林，呈退化状态，干热河谷上移。因此，急需开展森林天然更新机理－种子雨和种子库特征研究，提出有效的更新恢复技术措施，为该区天然林保护工程的森林更新恢复提供技术参考与指导。1.针对金沙江干热河谷的生态退化特点和植被恢复困难的关键问题，以土壤水分为中心，应用生态承载能力、植物生理生态等相关理论，从土壤水分供应和消耗的平衡角度，通过试验研究，深入探讨干热河谷“适度”造林的恢复机理。(1)通过对干热河谷剖面的不同海拔梯度的降水和蒸发等气候定点观测，干热河谷旱季长达7个月（11月－5月），水分亏缺严重，亏缺总量接近800mm，形成海拔2000m以下地带生态脆弱区。(2)对山地粗骨质红壤、山地红色石灰土、山地黄红壤、山地碳酸盐红褐土等土壤水分研究表明，干热河谷全年土壤含水量低，干湿季交替明显，干旱持续时间较长，一年中大约有六个月的时间土壤含水量等于或略大于最大吸湿水植物难以利用，最干出现在旱季的3-5月,0-60cm以内土壤含水量在5%以下，最小值2%，干燥层达60cm，土壤过分干旱，造林十分困难。因此，造林时，要注意立地条件选择、造林季节和选树适地等技术关键，提高造林存活率。<WP=7>(3)干热河谷地区不同的整地方式对土壤含水量的影响在阴阳坡有明显差异研究表明,在阴坡，抽槽(16.86%)>大穴(15.35%)>小穴(15.24%)>带状松土(14.48%)；在阳坡，大穴(13.35%)>带状松土(13.29%)>抽槽(11.74%)>小穴(11.33%)；经综合比较，阴坡整地以带状松土和小穴为好，在阳坡，带状松土含水量高，造林效果较好，而且省工。对土壤水分性能的影响分析也表明，与对照相比，带状松土整地有效蓄水总量156.8mm，增加42.5mm，穴状整地为148.7mm，带增加34.4mm。（4）对干热河谷10个主要造林树种、灌、草种的凋萎系数、耐旱历时、耗水率等抗旱能力评价表明，从大至小的排序：小桐子、剑麻、构树、加纳比松、车桑子、相思、印楝、五色梅、合欢、直干蓝桉；其中以小桐子、剑麻、构树、加纳比松的耐旱能力强，其凋萎系数小于该土壤的最大吸湿水（5.34%）。（5）根据根系调查和有效蓄水测定，以70cm土壤深度来计算土壤的有效蓄水量作为土壤水分供应能力，综合考虑干热河谷土壤厚度的影响，确定土壤水分供应能力为1143 T/hm2。（6）在整个旱季，植物消耗水分是一个动态变化过程，不断消耗土壤水分，逐步累积，因此，把土壤水分消耗作为整体概念来对待，通过对土壤水分消耗量与水面蒸发量进行拟合，建立拟合实验模型：据此，计算出：直干蓝桉的耗水量最高，达4.6T，其次是台湾相思为1.2T，加勒比松、银合欢、印度楝分别为0.65T、0.55T和0.3T；在灌木中，以五色梅为最高，达0.94T,最低是剑麻，仅为9.5kg。（7）根据土壤水分供应能力和植物耗水量，从土壤水分平衡的角度，计算出“适度”造林密度，乔木树种，印度楝、台湾相思、直干蓝桉、银合欢、加勒比松的林分密度分别为3765、960、225、2070和1770株/hm2，按照目前造林标准要求的密度3300株/hm2（220株/亩），印度楝的密度较合适，而台湾相思、直干蓝桉、银合欢、加勒比松的林分密度却远远达不到标准，台湾相思、银合欢、加勒比松的造林密度分别为标准的约1/3、3/5和1/2。灌木小桐子、车桑子、五色梅和剑麻的造林密度分别为3165、6375、1215和40000株/hm2。（8）在不同植被类型中，土壤的非毛管蓄水量和入渗状况以新银合欢最好、其次为草坡、再其次为五色梅灌丛、最差为台湾相思林；土壤的有效蓄水量和最大蓄水量大小排序为：五色梅灌丛>台湾相思林>草坡>新银合欢林。五色梅林地、台湾相思林地、加纳比松林地的土壤水分供应能力比较高，达到1808.8 T/hm2、<WP=8>1775.6 T/hm2、1725.63 T/hm2， 说明植被对土壤的良好改良作用。2.针对川西南山地干热河谷上缘地区森林天然更新恢复存在的问题，从影响森林更新生态学过程中种群的土壤种子库、种子雨和幼苗分布特点入手，探讨该区山地偏干性常绿硬叶阔叶林和云南松林的植被更新能力。（1）选择偏干性常绿硬叶阔叶林的主要建群种，对锥连栎、高山栲、滇青
李强[3]2008年在《金沙江干热河谷生态环境特征与植被恢复关键技术研究》文中认为本文针对金沙江干热河谷开发建设项目的植被恢复技术现状及其关键问题,应用土壤学、恢复生态学等理论,以巧家干热河谷为研究对象,采用现场调查和试验分析相结合的方法,开展了干热河谷土壤质量评价、植被立地类型划分、植被资源调查、植被耐旱性评价、抑制土壤蒸发模拟试验等方面的研究工作,提出了适应于干热河谷的植被恢复模式及其保障措施,为金沙江干热河谷开发建设项目植被恢复提供一定的依据。本文取得的主要研究成果如下:(1)采用隶属函数评价法评价了金沙江干热河谷的土壤质量和9种乡土树种的耐旱性。结果表明,金沙江干热河谷的土壤质量按优劣顺序排列依次为林地＞荒地＞经济用地＞耕地,乡土树种的耐旱能力按从大到小的顺序排列依次是仙人掌＞黄连木＞攀枝花＞滇杨＞赤桉＞桑树＞合欢＞花椒＞葛藤。(2)初步研究了巧家干热河谷的植被立地环境特征,指明了巧家干热河谷生态修复的关键限制因子是土壤水分、土壤养分;选择海拔、坡向等作为立地划分主导因子,将金沙江干热河谷的植被立地类型小区划分为2个立地类型组和8种立地类型。(3)划分了巧家干热河谷的68个植物种类的植物生活型,并从中筛选出22种适宜作为巧家干热河谷植被恢复的优势先锋植物种类;在巧家干热河谷的植被立地类型和优势先锋植物种类之间进行了合理的配置;提出了适用于金沙江干热河谷的四种植被恢复模式及其保障措施。(4)砂石覆盖和在土壤中施加保水剂可以抑制土壤水分蒸发。抑制土壤水分蒸发模拟试验研究表明,卵石粒径以及覆盖厚度均对土壤水分蒸发有显着的抑制作用,卵石粒径越小或覆盖厚度越大,则卵石覆盖抑制土壤水分蒸发的效果就越好;在土壤中施加保水剂可以有效地抑制土壤水分蒸发,保持土壤水分。本文认为,将保水剂用于抑制土壤水分蒸发时,较为适宜的施加浓度为1.0%。(5)在土壤中施加保水剂可以提高土壤的保肥能力和盆栽植物的出苗率。试验研究表明,在土壤中施加保水剂可以在一定程度上提高土壤吸附、固定和解吸氮能力以及盆栽植物的出苗率。当保水剂的施加量为土重的1.0%时,土壤的保肥性和出苗率均最好。
郎南军[4]2005年在《云南干热河谷退化生态系统植被恢复影响因子研究》文中研究说明本论文在分析云南干热河谷退化生态系统植被退化过程的基础上,通过对云南干热河谷具有典型性和代表性的金沙江元谋干热河谷研究区四年的人工植被恢复和人工促进天然植被恢复定点定位研究,揭示了环境胁迫与植物抗逆性是影响植被群落结构稳定和生态系统优化的重要特征因子,阐明了植被群落与环境因子相互作用构成了云南干热河谷退化生态系统植被恢复和重建核心关键的思想,目的是为云南干热河谷退化生态系统植被恢复提供重要的科学依据。主要研究内容和结论如下: (1)建立气象站,重点观测研究区的降雨、温度、空气相对湿度和蒸发等影响植被恢复相关气象因子;通过观测数据的分析处理,解读气象因子在干热河谷退化生态系统植被恢复中的作用原理;研究表明:由于干热河谷的降水少且分配不均,光照充足气温高,蒸发量巨大,空气湿度小,冬春夏初呈灾害性干旱缺水,因此植被恢复极为困难。 (2)通过比较观测分析,探明干热河谷退化生态系统在植物群落恢复后对小气候的影响和作用;研究表明:①林中与林外地温存在极差值,各层次地温出现时刻延后;②在干季,林外、林中平均空气相对湿度差别不大;③林外平均蒸发量大于林中。 (3)通过对研究区土壤因子的调查、定期测定分析土壤理化性质和不同季节的土壤水分,摸清干热河谷不同地形部位土壤的理化性质、营养成分及水分含量空间分异特征。研究表明:①干热河谷土壤空间变异程度大;②干热河谷土壤结构差,容重偏高,保水能力差;③干热河谷土壤水分动态有雨季和旱季之分,而在不同立地条件下,土壤含水量差异相对较大;④干热河谷地温比较高,土壤热量交换昼夜可逆;⑤干热河谷区土壤坚硬致密,入渗能力差,研究区表层土壤初渗速率大小顺序为:加勒比松+车桑子混交林>加勒比松纯林>山合欢纯林>桉树纯林>山毛豆+车桑子混交林>裸地>膨胀土; (4)应用相应的植物生理生态研究的实验仪器和设备,研究干热河谷植物在水分胁迫下光合系统的光能吸收、转换和利用效率等植物生理生化因子;研究表明:①实验植物光合午休现象主要是由非气孔限制因素——光抑制引起的,其保护光合机构免受损伤;②实验植物车桑子在严重的水分胁迫下,仍能维持基本的光合生理能力,在PAR仍不低于1300umol.m~(-2).s~(-1)情况下,Pn达到很高水平,这说明乡土植物对水分胁迫和高光强有很强的适应能力; (5)运用叶片相对含水量、相对电导率、MDA、SOD、POD、荧光、叶绿素含量、Pro等八个生理生化指标,分析评价植被物种抗旱能力的大小;研究表明:①在受到水分胁迫时,乡土树种车桑子和清香木幼苗更耐干旱;②在水分胁迫环境下,乡土树种车桑子叶片中的PSⅡ能保持比较高的光化学活性;③水分胁迫下,车桑子叶片中的光合色素系统比山毛豆、银合欢的更稳定,车桑子叶片中的光合色素系统更耐
张建辉[5]2001年在《金沙江干热河谷典型区土壤特性与植被恢复技术》文中进行了进一步梳理以金沙江干热河谷典型区——元谋干热河谷为例，研究了植被生长与土壤条件和质量的关系，并提出了适宜的植被恢复技术。干热河谷的土壤特征表现为土层浅薄、土壤结构差、土壤石质／粗骨性强或表土紧实、土壤干旱等。虽然土壤有机质含量低、有效养分也较缺乏，但是土壤水分性质是植被生长／恢复的关键制约因素。土壤干旱是土壤水分状况恶化的结果，土壤水分特性是影响该区植被恢复的重要因素，其中起决定性作用的是土壤吸收水分的能力，即土壤入渗性。人为活动干扰，如过度放牧压实土壤和去除地表覆被造成土壤渗透性显着降低，是林地土壤质量退化及土壤水分缺乏的重要诱因。试验结果表明，植物生物量和生产力随土壤渗透速率的增大而显着提高。尽管该区不同的母质／母岩发育形成相同的土壤一简育干润富铁土(过去称燥红土)，但母质／母岩特性却对植被生长有明显的影响，其主要原因是土层浅薄化、石质／粗骨化使土壤受岩性特征深刻制约，导致不同土壤—母质—母岩系统表现出显着的渗透性差异。元谋干热河谷气候严酷，集中表现在降水少、蒸发强烈，但气候仅仅是相对重要的因素，而非绝对重要的因素，在本区自然供水条件下，土壤系统水分特性才是影响植物生长的绝对重要因素。 在考虑自然因素(土壤条件和质量)基础上，紧密结合社会经济条件，尤其是从社会经济的角度提出了主动性适应植被恢复技术的措施。
郑郁[6]2010年在《金沙江干热河谷地带土壤质量特征研究》文中认为本文针对干热河谷地区生态建设需求及造林学与土壤学研究的前沿性问题,应用土壤学、恢复生态学、微生物学等理论,以金沙江干热河谷为研究对象,选取不同土地利用方式和不同海拔下草地为研究样地,通过历史资料收集、野外调查及土壤样品分析测定,研究土壤质量的分异特征,探讨这些因子对干湿季的生态响应和指示作用,建立研究区土壤质量评价指标体系,采用统计学方法提出土壤质量中主要敏感因子,从而为满足国家对生态建设环境效应评价的需求,加速该区域生态恢复提供理论和实践指导依据。取得的主要研究成果如下：(1)干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤质量分异特征①土壤理化性质：热河谷地带天然植被水桐树林破坏改为其它土地利用方式后,土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量显着降低,总体来说改造为合欢林和撂荒草地对土壤理化属性的影响相对较少；其土壤综合属性指数呈现不同程度降低,其降幅由小到大依次为草地>合欢树林>甘蔗地>玉米地>花椒地>桑地,人为干扰越严重对土壤质量的破坏作用越大增加该区域土壤物质归还量是改善土壤质量的重要措施之一。②土壤微生物量及其呼吸强度：随着天然植被水桐树林破坏改为其它土地利用方式,土壤微生物量和呼吸强度总体呈现降低趋势,其中以草地和合欢林降幅最小；干湿季节变化影响下,湿季下的微生物量和呼吸强度要高于干季。③土壤酶活性：土地利用方式改变后,土壤酶活性变化显着,总体来说脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显着降低,其中撂荒草地和合欢林降幅较低；土壤综合酶指数(SEI)随土地利用方式的改变呈现不同程度降低,降幅从小到大依次为合欢林、天然草地、玉米地、花椒地、甘蔗地和桑地；在干湿季节影响下总体来说酶活性和SEI湿季要高于干季。(2)干热河谷地区不同海拔下的土壤质量变化规律①土壤理化性质：随着海拔的升高,干热风影响显着降低,土壤理化性质得到显着改善,表现为有机质、全氮、全磷、和速效氮磷钾含量显着增加,海拔1005m以上趋于稳定。海拔1500m以上到1600m以下的过渡带植被对土壤理化性质的作用不明显。②土壤微生物量及其呼吸强度：随着海拔的升高,微生物量碳氮呈显着的线性增加,其中在海拔705m-920m处增加较快,而海拔920m-1500m增幅缓慢；基础呼吸和诱导呼吸随海拔的升高呈缓慢增加趋势；代谢熵在干季呈现降低趋势,说明干热风影响显着降低,对微生物的胁迫减少,qCO2降低,低的qCO2可以保证高的代谢效率,使土壤有充足的活性有机物,维持较好的土壤性状和可持续利用潜力。③土壤酶活性：随着海拔升高,土壤酶活性显着显着改善,表现为磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性显着增加,海拔1005m以上基本趋于稳定；湿季由于较好的水分条件,土壤酶活性较干季显着增加。相同海拔下土壤微生物学质量湿季含量要高于干季。(3)干热河谷地区土壤质量敏感因子的筛选与评价相关分析表明土壤属性指标呈现不同的相关性,不同指标之间相关性差异较大。敏感性分析说明土壤属性指标的敏感性差异较大,将其划分为高度敏感、中度敏感、低度敏感和不敏感指标,脲酶、多酚氧化酶、全氮、基础呼吸强度、有机碳、蔗糖酶、磷酸酶、代谢商的变异系数在40%以上,为中度敏感；微生物量碳、全磷、纤维素酶、碱解氮、微生物量氮、速效磷、诱导呼吸、速效钾变异系数在40%-10%,为低度敏感；容重、过氧化氢酶活性变异系数最小,为不敏感。根据敏感分析和判别分析筛选出适宜干热河谷地带的土壤敏感指示因子为基础呼吸强度、脲酶活性、代谢商3个,相关性分析表明所筛选出的指标可以很好的反映土壤综合指标属性。采用模糊数学中的加权综合法建立土壤简化属性指数和综合属性指数模型,并对不同土地利用方式和海拔的土壤质量进行模拟,表明所筛选出的指标可以更好的用于反映土壤特性的连续变化,模拟土壤生态过程的质量演变过程。
刘方炎[7]2011年在《金沙江干热河谷滇榄仁与锥连栎幼苗建成机制及生态适应性》文中提出金沙江干热河谷地区属于典型的生态环境脆弱区。该区域自然条件恶劣,植被退化现象尤为严重。滇榄仁群落和锥连栎群落是金沙江干热河谷(元谋段)2种极为重要的天然植被类型。在人为干扰持续存在甚至不断加强的背景下,研究群落内幼苗建成及其对环境因子的响应机制,对天然植被的抚育管理以及该地区的生态恢复均具有重要的意义。本研究采用野外样地调查、跟踪观测以及室内控制实验,系统研究了滇榄仁群落特征、植株开花生物学特征、种子生物学及其萌发特性、土壤种子库与幼苗更新动态以及主要环境因子对幼苗早期生长的影响等。同时,对锥连栎群落学特征、种子生物学与萌发特征以及幼苗早期生长对主要环境因子的响应特征等进行了探讨,明确界定了滇榄仁和锥连栎种子萌发和幼苗早期生长适宜的环境条件,并在此基础上分析了滇榄仁和锥连栎幼苗在群落中的建成机制及其对环境条件的生态适应性。研究得到如下结果。(1)金沙江干热河谷(元谋段)残存的滇榄仁群落和锥连栎群落中植物种类组成均较为简单。前者共发现32种植物,隶属于16科28属；后者共发现68种植物,隶属于35科60属。2种群落的物种多样性程度均较为低下,以禾本科、蝶形花科、唇形科等植物居多。(2)滇榄仁花朵开放时,柱头先伸长和膨大,而后,雄蕊开始外展。单个花朵开放期,即从柱头伸出花蕾到花药开始枯黄,约为10-15 d。在花序水平上,基部花比顶部花先开放。滇榄仁可能同时存在着风媒传粉和虫媒传粉两种形式,繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者,且同花序、异花序花朵均能相互授粉,但异花序授粉的果实饱满率显着高于同花序授粉果实。(3)滇榄仁和锥连栎种子萌发均对水分条件极为敏感,其萌发进程在一定程度上受到了水分条件限制。同时,滇榄仁种子在室温(25℃)和20℃-30℃变温时萌发效果最好,15℃时受到强烈抑制；锥连栎种子在20℃-30℃变温时萌发效果最好,35℃时受到一定程度的抑制。2种植物种子均不具有休眠特性,种子落地后遇到适宜条件即能萌发。但储藏(小于1年)有利于滇榄仁种子萌发,而不利于锥连栎种子萌发。曝晒可以致使锥连栎萌发率出现显着下降。(4)滇榄仁种子库有植冠种子库和土壤种子库两种形式。其中,种子在冠层上存在的时间可以超过1年,其脱落过程与风力可能存在着正相关关系,与降雨量和空气相对湿度存在着负相关关系。滇榄仁种子以风力传播为主,其种子散布距离较远(>11.5m)(5)滇榄仁幼苗更新均发生在雨季,旱季不更新。能否顺利度过幼苗刚萌发后的这段时间是林下幼苗成功更新的关键。群落内,天然更新幼苗具有明显的聚集分布特征,更新幼苗多集中在车桑子灌丛下或滇榄仁成年植株基部等环境较好的地方。(6)水分条件对滇榄仁和锥连栎幼苗早期生长过程中植株形态、叶片特征以及生物量分配等均具有显着的影响。2种植物幼苗对水分胁迫均具有一定的适应能力,但滇榄仁对水分条件的适应幅度相对较窄,而锥连栎对水分的适应幅度较宽,它能同时在极干旱和较湿润环境下存活、生长,生态适应性极强。(7)扭黄茅的竞争对滇榄仁幼苗早期生长过程具有显着影响。群落中滇榄仁幼苗的萌发时间以及周围扭黄茅的数量在幼苗种群幸存(成活)与生长状况中扮演了一个极为重要的角色,提前定居以及周围扭黄茅数量较少时,滇榄仁幼苗具有极大的生存优势。生境异质性是影响锥连栎幼苗成功定居的重要因子之一,落叶堆积洼地和落叶堆积平地是锥连栎林下幼苗定居较为理想的微生境。元谋干热河谷区滇榄仁群落和锥连栎群落中均能产生相对较多的幼苗,但幼树均极为罕见。能否顺利度过幼苗刚萌发后的这段生长时间是林下幼苗成功更新的关键,因此,加强群落内植物多样性的保育,使之形成良好的林下环境有利于幼苗早期生长。同时,在人工抚育管理和植被恢复中,为幼苗早期生长营造一个能够集水、保水的环境条件极为重要,如覆盖枯落物和薄膜以及深挖塘等。
聂小军, 张建辉, 刘刚才, 南岭, 苏正安[8]2008年在《金沙江干热河谷侵蚀陡坡植被恢复对土壤质量的影响》文中指出植被恢复关系到金沙江干热河谷陡坡冲沟侵蚀的发育,土壤质量的演化。文章以元谋干热河谷侵蚀陡坡为例,通过测定植被恢复地与侵蚀裸地的土壤质量,探讨了植被恢复对侵蚀陡坡土壤质量的影响。结果表明:侵蚀陡坡植被恢复有效地防止了土壤侵蚀的发生。与侵蚀裸地相比,植被恢复地土壤剖面层次保持完整,母质层以上有明显的A、B层,土壤厚度变异小且厚度大,物理性粘粒含量高,基本保持着母质为粘土层的变性燥红土质地粘重特征。植被恢复在3年多时间内对土壤紧实度尚没有起到明显改善作用,土壤容重依然偏大。植被恢复对雨季陡坡土壤水分的改善效果好,而在旱季改善效果不好。雨季,植被恢复地水分含量高,不同坡位土壤水分差异不明显。旱季,植被恢复地与侵蚀裸地土壤水分状况相似。两种类型的坡地土壤水分含量都很低,不同坡位土壤水分差异明显,而且土壤水分含量沿向下坡方向降低。植被恢复减弱了陡坡土壤侵蚀带来的有机质流失,促进了有机质的积累。因此,针对目前植被恢复的不足,采取有效的土壤改良措施,保土保水,提高土壤水分储量,减小土壤水分的时空差异,同时降低土壤紧实度,是今后侵蚀陡坡植被恢复值得考虑的一项工作。
段爱国[9]2008年在《干热河谷主要植被恢复树种蒸腾耗水特性及适应机制评价》文中研究指明本文以地处长江上游的金沙江干热河谷植被恢复树种为研究对象,从生理生态学的角度,采用盆栽试验与试验林测试相结合的方法,针对干热河谷旱季长且植被生境存在由干旱转向干热再转向湿润的特殊变化,系统深入地探讨了干热河谷主要植被恢复树种在不同环境条件下的蒸腾耗水特性以及光合、水分生理生态特性,进而对树种的生理生态适应机制进行了系统分析,并对不同试验树种的实际生长状况展开了较为全面的调查,构建了基于生理生态指标及生长量的综合评价指数,科学评价了干热河谷植被恢复树种的适应性问题,旨在为该区生态造林提供科学理论与实践依据。主要结论体现在如下几个方面:(1)主要植被恢复树种蒸腾耗水特性本研究采用盆栽称重法首次系统比较分析了金沙江干热河谷区29种主要植被恢复树种的苗木蒸腾耗水特性。发现在土壤水分条件良好时,不同种类苗木典型晴天里的蒸腾耗水量及耗水速率的日变化表现为典型的单峰状分布,而随着干旱胁迫加深,苗木蒸腾耗水量及耗水速率的日变化峰值有所提前,且对绝大多数参试树种而言,干热胁迫降低了蒸腾量的日变化幅度,单峰态类型有向双峰态类型过渡的趋势。苗木白天蒸腾耗水量随土壤含水量及水势的下降而降低,但不同种类苗木下降的速率及幅度不一样;随着土壤干旱胁迫的加深,苗木蒸腾耗水速率逐渐降低,且在干旱胁迫初期下降速率较大,而在干旱胁迫后期下降速率呈递减趋势。供试树种全天的蒸腾耗水量按大小可分为4类:黑荆、兰桉>大叶相思、新银合欢、干香柏、黄花槐>杞木、赤桉、墨西哥柏、尾叶桉、聚果榕、木麻黄、车桑子、金合欢、圆柏、大叶女贞、余甘子、夹竹桃、滇刺枣>马占相思、山毛豆、久树、山合欢、攀枝花、云南松。依据苗木白天蒸腾耗水速率与土壤水势的数量关系,应用系统聚类法将29种供试苗木分为高、亚高、亚低及低蒸腾耗水速率等4类:①高蒸腾耗水速率中度干旱敏感型树种:木麻黄、滇刺枣、聚果榕及黄花槐;②亚高蒸腾耗水速率弱度干旱敏感型树种有攀枝花、山毛豆、车桑子、金合欢、山合欢、印楝及木豆;③亚低蒸腾耗水速率树种,包括中度干旱敏感型树种和弱度干旱敏感型树种,其中中度干旱敏感型树种有云南松、酸角、马占相思、干香柏和余甘子,弱度干旱敏感型树种有赤桉和久树;④低蒸腾耗水速率树种,包括强度干旱敏感型树种、中度干旱敏感型树种及弱度干旱敏感型树种,其中强度干旱敏感型树种有夹竹桃、兰桉、黑荆、尾叶桉和杞木,中度干旱敏感型树种有新银合欢、墨西哥柏、大叶女贞、大叶相思和圆柏,弱度干旱敏感型树种有小桐子。供试苗木的蒸腾耗水量与耗水速率的“午睡”现象受土壤水分状况控制,当土壤水分胁迫发生时,“午睡”现象适时出现,与大气干旱胁迫与否无关。无论干热或湿润季节,印楝树干液流密度昼夜变化的规律性较强,呈明显的单、宽峰曲线,在由干热季节转向湿润季节时,印楝树干液流密度降低,5年生印楝在5、7及10月的典型晴天里树干液流密度日变化最大值分别达到27.21、21.61和19.35 cm3·cm-2·h-1,平均值分别为12.11、7.48及6.90cm3·cm-2·h-1。干热季节里植株蒸腾耗水具有相当的被动性,而在湿润季节植株蒸腾耗水则表现出主动性和平衡性。(2)主要植被恢复树种的适应机制通过探讨供试树种在干季、干热季节以及湿润季节的光合作用规律,本文探讨了不同海拔区域、不同坡位、不同混交方式、不同水分条件对供试树种叶片光合作用发生的影响。主要植被恢复树种叶水势在不同季节的日变化曲线均具有一个明显的峰值,绝大多数呈单峰凹状分布;在干旱胁迫转向干热胁迫阶段,大多数供试树种净光合速率的日变化峰值有所提前,光合“午睡”减弱或转向不明显,在干热胁迫解除、湿润环境来临阶段,多数供试树种又呈现出比较典型的单峰或双峰曲线;供试树种的蒸腾速率日变化进程与净光合速率十分吻合;大部分树种在3月干季的水分利用效率WUE日进程都表现为一条双峰或多峰曲线,干热胁迫的加深明显促进了WUE日变化峰值的提前出现,亦使WUE更早地受到抑制而下降,这一规律与净光合速率的响应特征一致;与树种、季节无关,光化学效率Fv/Fm的日动态总是表现为先下降后上升的变化特征,PSⅡ有效光化学效率Fmv/Fms对环境条件改变的响应较Fv/Fm更为灵敏,非光化学淬灭系数NPQ与Fmv/Fms恰好相反,一般表现为先上升后下降的凸状分布特征,表明启动热耗散机制是干热河谷植被恢复树种光合机构自我保护的一种常见策略。元谋县供试树种叶水势在干热的5月份水势最低,干热胁迫的加深加剧了树种间水势的进一步分化,而雨季后干热胁迫的解除能降低分化的程度;干热胁迫降低了大多数供试树种的净光合速率及气孔导度;供试树种蒸腾速率、水分利用效率随季节变化具有不同程度的改变,树种在不同季节里的控制失水能力存在很大差别。树种蒸腾速率的季节性变化方向与气孔导度的变化方向存在不一致的现象,树种蒸腾速率的季节性增减可能表现为气孔因素为主与非气孔因素为主两种控制形式的作用结果。与旱季相比,供试树种固定荧光Fo在湿润季节时的日变化幅度较小,这说明湿润季节有利于光合机构处于一个良好的反应状态,从而提高光合生产力,这与供试树种在湿季表现出更高的净光合速率的现象一致;湿润环境有利于减轻干热河谷区植被恢复树种由强光所导致的“光抑制”。干热胁迫的持续与加深增强了元谋与鹤庆这2个不同海拔区域的相同试验树种净光合速率及蒸腾速率间的差异;随着干热胁迫的加深,不同树种受海拔区域高低的影响程度具有较大的变化。相对高的坡位,低的坡位有利于各树种叶水势、净光合速率及蒸腾速率维持在一个相对高的水平,但这种低坡位的光合增益效应因树种而异;坡位的光合增益效应在干热季节表现更为明显。与新银合欢混交时,印楝具有最高的净光合速率,而与大叶相思混交时叶水势最高。在干热河谷区适度的遮阴有利于印楝光合能力及光合效率的提高,而过度的被压则不利于或会限制印楝正常的生理活动。灌溉有利于缓解或解除5月极度干热所形成的水分胁迫,能显着减轻或解除供试树种在干热季节的光合抑制。干季降水增大了多数供试树种在干季的净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率,但亦因树种的不同而具有很大差异,干季降水对植被恢复树种的选择及生理活动具有重要意义。在干旱胁迫转向干热胁迫阶段,大多数供试树种光合限制增早、增强;在干热胁迫解除、湿润环境来临阶段,净光合速率受限程度减轻或消失。12个供试树种在干季里的光合作用在一天当中均存在气孔限制与非气孔限制两种主导因素。干热胁迫的加深导致了气孔限制的更早发生,亦导致了非气孔限制的更多发生。总地来看,在干热胁迫加深和干热胁迫解除两个先后发生的季节性阶段里,供试树种经历了光合作用气孔限制减少和气孔限制增多两种过程。叶肉细胞光合活性的增强可能是树种上午净光合速率上升的主要因素。高温显然是引起了以非气孔限制为主导因素的光合限制的发生。(3)主要植被恢复树种适应性综合评价生理特征综合指数与生长量综合指数具有较好的相关关系,由净光合速率、水分利用效率、蒸腾速率及内禀光能转化效率构成的生理特性综合指数能对干热河谷植被恢复树种的适应性作出合理的评价,其中水分利用效率具有良好的指示性。
杨万勤[10]2001年在《土壤生态退化与生物修复的生态适应性研究》文中研究说明土壤生态系统是由生物系统、土壤系统和环境系统之间通过物质循环、能量转换和信息传递等相互联系、相互制约和相互协调而构成的有机功能整体。土壤生态退化是指由于人类活动及恶劣的自然环境条件作用或二者共同作用下造成的土壤生态系统结构破坏、系统功能衰退、土壤生物多样性减少、土壤生产力下降以及土壤荒漠化、干旱化、板结化、酸化、盐碱化和养分亏缺与失衡等一系列土壤生态环境恶化的过程和现象。它与土壤学中关于土壤退化的定义和生态学中关于生态退化的定义密切相关，是21世纪土壤学和生态学的焦点问题。因此，退化土壤生态系统的恢复与重建既是土壤学和生态学的研究热点，又是全人类共同关心和迫切需要解决的难点问题。但在经典土壤学和生态学中，土壤学家很重视土壤系统本身的退化研究，往往忽视生物系统退化的研究，而生态学家强调植被系统退化的研究，常常忽视土壤系统和土壤生物系统的研究，更缺乏植被系统、土壤生物系统和土壤系统之间的关系研究。在土壤生态退化程度及退化土壤生态系统的恢复与重建的评价指标中，或重视土壤养分退化的评价，或重视土壤生物学活性的退化研究，缺乏对整个生态系统的综合评价指标体系研究，缺乏地上和地下部分生物多样性的关系研究。值得提出的是，在土壤生态系统的恢复与重建研究方面，往往缺乏个别物种在形态、生理生态和营养生态等方面对退化土壤生态条件和极端环境因子的生态适应性研究，缺乏个别物种对退化土壤生物修复的作用研究。 金沙江干热河谷是横断山区干旱河谷的一种极端类型，元谋干热河谷则是金沙江干热河谷的典型区域。区域内光热资源丰富，有利于各种热带亚热带植物生长发育。但区域内水热矛盾和光肥矛盾突出，植被覆盖率低，水土流失严重，是一个典型的生态环境脆弱带。区域内的基带土壤（燥红土）和变性土的荒漠化、干旱化和养分亏缺与失衡严重，土壤生产力低下，植彼恢复与重建困难。因此，本项研究试图以金沙江干热河谷为例，采用野外调查和室内分析相结合的手段，采用宏观与微观相结合以及定性与定量相结合的方法，从土壤生态系统、生物群落、种群等不同层次和角度，研究了干热河谷区的植被特点，不同退化程度的两类土壤生态系统的土壤物理、土壤化学和生物学特征以及系统内的植物群落生物量和生物多样性等，探讨了土壤系统、土壤生物系统和植被系统之间的关系，阐述了土壤生态退化的机理和过程；以酸角为研究材料，以玉米为参比材料，采用野外调查、盆栽试验与室内分析相结合的方法，研究了酸角和玉米在形态、微形态、生理生态和营养生态方面对退化燥红土和变性土的生态反应和适应性，探讨了植物对退化土壤和干热气候的生态适应性机理；研究了植物在不同条件下对退化土壤的生物修复效应，以期为金沙江干热河谷退化土壤生态系统的恢复与重建提供切实可行的科学依据。研究结果表明： 1．金沙江于热河谷上壤生态退化机理与特征 ＊）元谋干热河谷的植被系统是适应干热条件和贫瘠土壤生态条件为特征的植被生态系统。燥红土和变性土生态系统的植物种类、植被盖度、植物群落生物量、植物物种丰富度、物种多样性均随着土壤生态退化程度加剧而下降，即使耐干热耐贫瘠的禾草类植物的种类和数量均减少。极重度退化变性土上草本层植物的丧失，意味着生态系统己处于极度退化的状态。经治理后的生态系统中，植被盖度，植物群落生物量和植物多样性增加，尤其是多年生植物的种类和数量增加。 m从燥红土和变性土生态退化系列的 6个样地中共获取土壤动物 11 718头，隶属于2门 5纲 15目（类），其中燥红土生态系统中共获取 7031头，分属于 2门 5纲 15目（类）膜翅目、弹尾目和蜘蛛目为优势类群，其与婢螨目和线虫类等常见类群构成了燥红土生态系统中土壤动物群落的主体。变性土生态系统共获土壤动物4687头，隶属于2门4纲14 目（类），优势类群为膜翅目和弹尾目，与蜘蛛目、婢螨目、直翅目和线虫类构成了变性土生态系统土壤动物群落的主体。两类上壤生态系统内土壤动物群落的种类组成与季节、土壤生态退化程度有关，反映了元谋干热河谷“干热”条件和不同土壤生态条件对土壤动物群落的影响。土壤动物群落的类群数、个体数量、物种多样性指数、物种丰富度均随上壤生态退化而降低。轻度退化燥红上的土壤动物数量分别为中度和重度退化燥红土的＊42和6．25倍；中度退化变性土的土壤动物数量分别为重度和极重度退化变性土的3．40和27．75倍，表明随着土壤生态退化，土壤动物群落的结构遭到破坏，生物多样性下降，结构向简单化方向发展。 门）燥红土和变性土生态系统内的土壤细菌、放线菌、真菌数量及叁大微生物总数在雨季、于湿交替季节和旱季均随着土壤生态退化而降低，燥红上的微生物数量明显高于变性土。土壤细菌、放线菌和真菌数量总体上表现为雨季＞干湿交替季节＞旱季。极重度退化变性土生态系统的微生物数量的季节变幅最大，雨季与旱季相?
参考文献：
[1]. 乡土草本植物对干热河谷退化土壤修复的生态效应及机制研究[D]. 张映翠. 西南农业大学. 2005
[2]. 川西南山地生态脆弱区森林植被恢复机理研究[D]. 费世民. 中国林业科学研究院. 2004
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[4]. 云南干热河谷退化生态系统植被恢复影响因子研究[D]. 郎南军. 北京林业大学. 2005
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[6]. 金沙江干热河谷地带土壤质量特征研究[D]. 郑郁. 西安理工大学. 2010
[7]. 金沙江干热河谷滇榄仁与锥连栎幼苗建成机制及生态适应性[D]. 刘方炎. 北京林业大学. 2011
[8]. 金沙江干热河谷侵蚀陡坡植被恢复对土壤质量的影响[J]. 聂小军, 张建辉, 刘刚才, 南岭, 苏正安. 生态环境. 2008
[9]. 干热河谷主要植被恢复树种蒸腾耗水特性及适应机制评价[D]. 段爱国. 中国林业科学研究院. 2008
[10]. 土壤生态退化与生物修复的生态适应性研究[D]. 杨万勤. 西南农业大学. 2001
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