贵州喀斯特退化森林生态系统恢复与重建理论及技术研究

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1、贵州喀斯特退化森林生态系统恢复与重建理论及技术研究摘要退化生态系统的恢复与重建是当今生态学研究的热点问题之一。对于喀斯特退化生态系统的研究，主要集中在个体生态及退化群落的自然植被恢复研究，取得了丰硕成果，积累了较丰富的实践经验，并提出了一些喀斯特植被恢复的新理论。但缺乏从整个喀斯特生态系统的高度，全面地探索各种植被恢复途径及技术措施，本研究从3个方面探讨喀斯特地区植被恢复的途径：通过大量的典型样地，调查不同植被恢复阶段群落结构与功能，研究自然恢复群落的演替特点；通过在现有柏木人工林林分中设立12块标准地，从幼苗更新情况、林分结构

2、、土壤状况、种子雨等方面研究柏木人工林的天然更新状况：通过大面积的试验造林，从3年生试验树种生长状况、落叶前后叶片养分含量等方面对喀斯特困难立地合理选择适应性强的造林树种。试图探索出一套喀斯特山地退化生态系统植被恢复技术，既丰富了恢复生态学内容，又为喀斯特山区植被恢复提供了科学依据。研究结果如下：1、喀斯特退化生态系统不同恢复阶段植被演替及土壤肥力的研究1．1、应用物种丰富度和物种多样性指数及群落均匀度等指标对普定县不同恢复阶段植被演替序列物种多样性进行研究，结果表明：物种丰富度指数(S)、物种多样性指数(Sh锄on-Wiene

3、r指数和Sinlpson指数)和均匀度指数(J)测度不同演替群落的群落多样性，都反映出基本一致的趋势，即群落的种类组成越丰富、结构越复杂、物种分布越均匀，则群落的多样性指数值也越高。从整个群落来看，顺序如下，从草本群落阶段开始，演替趋势表现出先增长，在演替中期降低，再增长的趋势，在后期常绿阔叶林阶段到最大值。从单个层次来看，表现出复杂的演变趋势。从各恢复阶段群落地恢复潜力度分析来看，演替过程并不一定要经历一些典型演替阶段，这要视人为干扰强度、当地气候和植被、土壤退化程度而定。该地植被演替可直接从灌木林阶段发展到常绿落叶阔叶林群落

4、阶段。这样可以大大加快生态恢复的进程，提高生态恢复工程的效益。1．2、分析不同演替阶段植被群落的生态位特征结果表明：各个恢复阶段的优势种群，一般来说具有较大的生态位宽度，它们对资源的利用能力较强、分布较广而与其它种群问的生态位重叠较大，生态位宽度较小的物种由于对资源的利用能力较弱、分布不够广泛而与其它种群间的生态位重叠较小。1．3、对不同植被恢复阶段土壤养分的变化情况分析结果表明：普定县退化坡地随着时间的进展，植被的自然恢复，除了全钾外，土壤各养分含量总体来说呈现开始降低，后慢慢增加的趋势，达到顶峰后再接着小幅度下降。2、柏木人

5、工林天然更新技术研究2．1、针对普定县喀斯特山区柏木人工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种子雨、幼苗分布，立地特点入手，探讨该区山地柏木人工林的植被更新能力。因子分析结果表明：影响柏木林天然更新因素：林分结构>土壤条件>地形条件。其中林分结构的林分郁闭度及每公顷的林分林木株数是影响林分更新最主要的因子。2．2、天然更新影响的单个因子分析结果表明：郁闭度在0．5．O．7，林木密度每公顷在1000．3000株、坡度在20度以下、下坡、阳坡的林分更新较好。2-3、幼苗幼树总体情况分析结果表明：该区柏木幼苗库比较

6、丰富，平均37株，m2，大小结构呈显著的金字塔型，12块标准地I级幼苗平均占总幼苗幼树的68．07％，II级幼树平均占总幼苗幼树的27．42％，Ⅲ级平均占总幼苗幼树的2．91％。从幼苗萌发到死亡，不同大小级个体的死亡率都较大。2．4、种子雨研究结果表明：柏木人工林种子雨总雨量为4503粒／m2，种子千粒重为3．209／千粒，种子的发芽率仅为7．3％，种子雨过程可分为起始、高峰和末期三个时期，早期数量一般，随后逐渐增加，达到最高峰后，又很快下降。3、喀斯特退耕还林造林树种选择3．1、8个试验树种的生长情况调查结果表明：树高、当年高

7、、地(胸)径和冠幅4各指标，均以冰脆李最大2．08m、O，71m、91．89％以及1．40m，榆树、南酸枣也相对来说生长情况较好，最差是核桃和刺槐，其中核桃在当年高及地(胸)径两项指标中表现最差。3．2、落叶后叶片的营养元素全N、全P和全K含量分析结果表明：各元素总含量变动在1．36％．2．52％之间，其中以榆树的最大(2．52％)，南酸枣的最小(1．36％)。全N含量以楸树最高，达到1．76％，最小的为核桃1．03％：全P含量也是以楸树的最高(O．16％)，其次是青檀(O．14％)，最差的是刺槐仅为0．07％；全K的以冰脆李最

8、大(1．08％)，最差的是南酸枣仅为0．19％。落叶前后的叶片中的N、P、K含量变化表现出一致的趋势明显的降低，K、N、P迁移率，分别达到52．43％、33．71％和15．25％，从单个元素含量变化来看，N的含量降幅以青檀最大1．39，迁移率以冰脆李最大48．3