黔中白云岩地区植被自然恢复过程及其困难度研究
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摘要
喀斯特白云岩地区的植被恢复是我国西南地区可持续发展的关键问题之一。本文借鉴生态学、土壤学、统计科学等相关学科的理论、方法,研究黔中喀斯特白云岩不同地区植被恢复过程中的群落特征、土壤理化性状、土壤水分等方面的变化规律,再对黔中喀斯特白云岩地区进行植被自然演替阶段划分及植被恢复困难度评价。最后提出不同植被恢复困难度地区的恢复策略。主要研究结论如下：
1.研究区土层厚度在4-20cm之间,石砾含量在5%～90%的范围内,岩石裸露率为4%～49%左右,表明黔中喀斯特白云岩地区土被连续,岩石裸露程度不算太高,但土层厚度较薄,石砾含量较高。土层厚度和石砾含量是影响植被恢复进程的重要因素,同时也是该区植被自然恢复困难的主要致困因素。
2.土壤N、P、K含量高低与植被自然恢复程度的高低有一定正相关关系,同时也是对黔中喀斯特白云岩地区植被自然恢复困难程度起重要作用的指标。应尽可能保留枯落物,是提高土壤养分含量的途径之一。
3.7～12月的监测期内,不同植被覆盖类型样地的平均土壤含水量最高值出现在7月份乔林／乔灌林样地上(30.32%),最低值出现在9月草坡样地中(17.63%)。表明同等降水条件下乔林／乔灌林地土壤水库容能力大,其土壤保水能力强。7-10月,该地区土壤平均含水量较高,变幅最大。
4.通过聚类分析法和主成分分析,将30个样地的植被自然演替阶段划分为：草坡／草坡+稀灌、灌丛、灌木林、次生乔林／乔灌林四种类型。再围绕主要的植被自然恢复限制因子,用层次分析法进行植被自然恢复困难度综合评价,故将黔中喀斯特白云岩地区的植被自然恢复困难度划分为易、中等、较难和极困难四个等级。
5.黔中喀斯特白云岩地区植被自然恢复困难度与植被自然演替阶段具有一定的对应关系,体现出当植被-环境之间互为影响,互为制约的关系。对比结果中,部分样地存在自然演替阶段高于或低于相应困难度评价等级1-2个级别的现象,表明了黔中部分喀斯特白云岩地区植被具备较高的自然恢复的潜力,向顶级阶段恢复的可能性大。同时也部分地方的植被由于受到各限制因子的影响,植被的自然演替速度缓慢,植被向更高一级演替阶段恢复难度大,向顶级阶段恢复的可能性较低。
6.在黔中喀斯特白云岩地区植被恢复困难度评价的基础上提出相应植被恢复对策,加速当地植被恢复进程。
Vegetation restoration of Karst dolomite area is one of the key problem of sustainable development in Southwest China. Many theories of ecology and soil science were used to discusse rules of different Karst dolomite vegetation restoration area in middle of Guizhou according these sides:community characteristics, soil physical and chemical properties, soil moisture dynamics. Then, vegetation succession stages were classified, and vegetation restoration difficulties were evaluated through statistics theories and methods. At the last, several vegetation restoration measures were put forward. The main conclusions showed that:
(1) Soil thickness of research area was between4-20cm, rock fragment content was between5%-90%, and bare rock ratio was rang from4%to49%. It showed that soil thickness and rock fragment were relatively higher, however bare rock ratio was relatively lower. Soil thickness and rock fragment were main limitative factors of vegetation natural restoration.
(2) Soil nutrient contents had a positive relationship with vegetation natural restoration difficult degrees. Consequently, vegetation natural restoration difficult degrees were effected by these factors.Soil nutrients should be inceased efficiently through keeping litter as much as possible.
(3) During the monitoring period from July to December, the highest soil water content was forest/forest and shrub (30.32%) in July, and the lowest was grass land (17.63%) in September. The result showed soil water capacity of forest/forest and shrub was biggest. From July to October, average soil water content in research area were high, and variation rang was biggest.
(4) Four vegetation natural restoration stages were classified by cluster analysis and PCA statistics way in30sample plots, such as:grass/grss+spase shrubbery, shrubbery, shrub, secondary forest/forest and shrub. According to the main limit factors, vegetation natural restoration difficulties in Karst dolomite area of middle of Guizhou were evaluated. Degrees were easy, middle difficult, rather difficult and extremely difficulty.
(5) There were proper corresponding relationships between vegetation natural restoration difficulty and vegetation restoration. It showed that the relationship of vegetation-enviroment were effected and limited by each other. Several polts' restoration grades were higher or lower than their difficulty degrees. It showed that natural vegetation restoration had greater potential or limit to develop to higher success grade in reaserch area.
(6) Based on the evaluation of vegetation restoration difficulty, several restoration strategies were put forward correspondently to accelerating vegetation restoration process in research area.
1.研究区土层厚度在4-20cm之间,石砾含量在5%～90%的范围内,岩石裸露率为4%～49%左右,表明黔中喀斯特白云岩地区土被连续,岩石裸露程度不算太高,但土层厚度较薄,石砾含量较高。土层厚度和石砾含量是影响植被恢复进程的重要因素,同时也是该区植被自然恢复困难的主要致困因素。
2.土壤N、P、K含量高低与植被自然恢复程度的高低有一定正相关关系,同时也是对黔中喀斯特白云岩地区植被自然恢复困难程度起重要作用的指标。应尽可能保留枯落物,是提高土壤养分含量的途径之一。
3.7～12月的监测期内,不同植被覆盖类型样地的平均土壤含水量最高值出现在7月份乔林／乔灌林样地上(30.32%),最低值出现在9月草坡样地中(17.63%)。表明同等降水条件下乔林／乔灌林地土壤水库容能力大,其土壤保水能力强。7-10月,该地区土壤平均含水量较高,变幅最大。
4.通过聚类分析法和主成分分析,将30个样地的植被自然演替阶段划分为：草坡／草坡+稀灌、灌丛、灌木林、次生乔林／乔灌林四种类型。再围绕主要的植被自然恢复限制因子,用层次分析法进行植被自然恢复困难度综合评价,故将黔中喀斯特白云岩地区的植被自然恢复困难度划分为易、中等、较难和极困难四个等级。
5.黔中喀斯特白云岩地区植被自然恢复困难度与植被自然演替阶段具有一定的对应关系,体现出当植被-环境之间互为影响,互为制约的关系。对比结果中,部分样地存在自然演替阶段高于或低于相应困难度评价等级1-2个级别的现象,表明了黔中部分喀斯特白云岩地区植被具备较高的自然恢复的潜力,向顶级阶段恢复的可能性大。同时也部分地方的植被由于受到各限制因子的影响,植被的自然演替速度缓慢,植被向更高一级演替阶段恢复难度大,向顶级阶段恢复的可能性较低。
6.在黔中喀斯特白云岩地区植被恢复困难度评价的基础上提出相应植被恢复对策,加速当地植被恢复进程。
Vegetation restoration of Karst dolomite area is one of the key problem of sustainable development in Southwest China. Many theories of ecology and soil science were used to discusse rules of different Karst dolomite vegetation restoration area in middle of Guizhou according these sides:community characteristics, soil physical and chemical properties, soil moisture dynamics. Then, vegetation succession stages were classified, and vegetation restoration difficulties were evaluated through statistics theories and methods. At the last, several vegetation restoration measures were put forward. The main conclusions showed that:
(1) Soil thickness of research area was between4-20cm, rock fragment content was between5%-90%, and bare rock ratio was rang from4%to49%. It showed that soil thickness and rock fragment were relatively higher, however bare rock ratio was relatively lower. Soil thickness and rock fragment were main limitative factors of vegetation natural restoration.
(2) Soil nutrient contents had a positive relationship with vegetation natural restoration difficult degrees. Consequently, vegetation natural restoration difficult degrees were effected by these factors.Soil nutrients should be inceased efficiently through keeping litter as much as possible.
(3) During the monitoring period from July to December, the highest soil water content was forest/forest and shrub (30.32%) in July, and the lowest was grass land (17.63%) in September. The result showed soil water capacity of forest/forest and shrub was biggest. From July to October, average soil water content in research area were high, and variation rang was biggest.
(4) Four vegetation natural restoration stages were classified by cluster analysis and PCA statistics way in30sample plots, such as:grass/grss+spase shrubbery, shrubbery, shrub, secondary forest/forest and shrub. According to the main limit factors, vegetation natural restoration difficulties in Karst dolomite area of middle of Guizhou were evaluated. Degrees were easy, middle difficult, rather difficult and extremely difficulty.
(5) There were proper corresponding relationships between vegetation natural restoration difficulty and vegetation restoration. It showed that the relationship of vegetation-enviroment were effected and limited by each other. Several polts' restoration grades were higher or lower than their difficulty degrees. It showed that natural vegetation restoration had greater potential or limit to develop to higher success grade in reaserch area.
(6) Based on the evaluation of vegetation restoration difficulty, several restoration strategies were put forward correspondently to accelerating vegetation restoration process in research area.
引文
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