喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式生态效应动态变化

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1、硕士学位论文喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式生态效应动态变化研究生姓名韩畅指导教师王华学科专业生态学研究方向环境生态二0一七年三月分类号Q89密级公开UDC502单位代码10537湖南农业大学硕士学位论文喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式生态效应动态变化DynamicChangeofEcologicalEffectsofDifferentModelsofReturningFarmlandtoForestandGrasslandinKarstPeakClusterDepression研究生姓名韩畅指导教师王华学科专业生态学研究方向环境生态论文答辩日期2017年6月10日答辩委员会主席项文

2、化论文评阅人戴小军、刘云国、邓湘雯二0一七年三月i喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式生态效应动态变化DynamicChangeofEcologicalEffectsofDifferentModelsofReturningFarmlandtoForestandGrasslandinKarstPeakClusterDepression摘要退耕还林还草工程是在生态环境日益恶化的背景下中国政府提出改善生态环境、调整农村产业结构、促进区域经济发展的一项生态建设工程，其可持续性一直以来是政府部门以及学术界共同关注的焦点。鉴于退耕还林还草工程经济效益的滞后性和生态效益的时滞，且不同地区的差异性，因此，

3、开展不同区域退耕还林还草工程的阶段性评估是其可持续研究的必然要求。西南喀斯特地区地处长江和珠江两大水系的上游，不合理的掠夺式开发和脆弱的生态环境不断恶化，绝大部分森林发生不同程度的退化，水土流失严重，许多地带甚至石漠化，且快速发展的总体趋势并未能得到有效的遏止，一直以来是植被恢复与生态治理的重点与难点。为了改善喀斯特逐渐恶化的生态环境和从根本上扭转石漠化发展趋势，西南地区2002年全面启动了退耕还林还草的生态环境建设工程。本研究依托广西环江古周喀斯特峰丛洼地生态恢复与重建试验示范基地，以2007年（5年）选择的退耕种植任豆、香椿、板栗、柑橘、任豆+桂牧1号、桂牧1号和撂荒等7种主要退耕还

4、林还草模式建立的样方，于2012年（10年）进行植被土壤的全面复查与分析，运用经典统计学方法，比较分析了喀斯特峰丛洼地不同退耕还林还草模式的植被和土壤生态效益及其动态变化，用主成分分析方法揭示了喀斯特峰丛洼地退耕还林还草的主要影响因子，用典型相关分析方法探讨了退耕还林还草模式植被与土壤相互作用机理，筛选出了喀斯特峰丛洼地优化退耕还林还草模式。通过退耕还林还草工程早期和中期的植被与土壤效应分析，为退耕还林还草工程的可持续评价及后期相关政策设计提供科学依据，保障该区域退耕还林还草工程的可持续发展。主要结论如下：（1）研究区不同退耕还林还草模式植物生长状况不同。退耕还林模式均形成乔木层，任豆+

5、桂牧1号处理的任豆平均胸径达到15.44cm，树高达12.65m，冠幅4.92m，这些指标均显著高于其他模式；其次是板栗、任豆、柑橘和香椿。草本层依然是植物群落中重要的组成部分，其中平均高度以撂荒最高，为222.21cm，其次为桂牧1号，均显著高于香椿、任豆和柑橘模式。（2）退耕还林还草中期，所有模式的物种丰富度和Shannon指数均不高，物种丰富度iii变化范围在6.2~11.1之间，Shannon指数在1.172-2.160之间；Simpson指数和均匀度指数均较高，各模式的均匀度依然处于低物种分布和低水平状态较高的状态。（3）不同模式群落生物量范围在31.90~135.93t/hm

6、2，远高于初期生物量，各模式生物量的大小顺序为任豆+桂牧1号>香椿>板栗>撂荒>任豆>桂牧1号>柑橘，其中任豆+桂牧1号极显著高于桂牧1号模式和柑橘模式，显著高于其他4种模式；不同退耕还林还草模式其生物量的分配格局不同，在5种退耕还林模式中生物量主要集中分布在目的树种上，且目的树种的生物量均主要集中在树干上；除桂牧1号模式外，其他6种模式草本层的生物量较大，占总生物量的比例在6.47%~15.81%之间；所有模式均存有枯枝落叶生物量，但比例很小。（4）根据植被效应，7种模式可划分为4类，第一类为任豆、柑橘和香椿，第二类为任豆+桂牧1号，第三类为桂牧1号、撂荒，第四类为板栗。（5）与早期相

7、比，除板栗和香椿，其他模式土壤pH均有不同程度的提升，由中性偏微酸性向呈中性偏微碱性转变；各模式土壤有机质呈现不同幅度的下降，各模式之间差异减少；不同模式各土壤养分之间差异均没有达到极显著水平，尤其是AN、AP差异不明显。（6）不同退耕还林还草模式对土壤微生物的影响不同。香椿模式的土壤微生物MBC、MBN均最高，显著高于其他模式，土壤MBP的变化幅度不大，各模式之间差异不显著。不同模式土壤微生物种群数量和组成不同，与早期一样，退耕还