黄土浅层滑坡植物定植和种群更新特征

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhonghuiling2009
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滑坡对于坡面生态系统是一种严重的干扰形式。本研究旨在探明黄土丘陵沟壑区半干旱气候条件下黄土浅层滑坡植物定植和种群更新特征,为实现该区滑坡等困难立地的植被恢复提供理论支撑。为此,以安塞县2013年7月特大暴雨引发的黄土浅层滑坡为研究对象,将外围未受干扰的植被坡面视为滑坡的主要种源地并作为对照区域,通过野外调查、监测和采样,结合室内观测,分析了滑坡及其主要种源地土壤特征和植物群落特征;在此基础上,采用基于物种与功能性状的方法,量化了滑坡后土壤特性和植物群落特性的变化,分析了滑坡土壤与植物之间的相互作用,并判断了滑坡的植被恢复潜力和坡面生态系统对滑坡干扰的抵抗力;通过野外监测,进一步阐述了南、北坡滑坡面上幼苗和克隆分株更新的时间动态特征,辨识了两种更新方式对种群更新的相对贡献,评价了南、北坡滑坡面上幼苗和克隆分株更新的水平,判断了植物群落的成株层与幼株层在物种组成上的耦合性,进而预测了滑坡面植被恢复的进度及其植物群落的演替方向,得到如下主要结论:1.滑坡面、堆积体和对照区域土壤基本上属于壤质土类,颗粒偏细,滑坡面和堆积体土壤颗粒相对更细。对照区域土壤较松散,而滑坡面和堆积体土壤较紧实。三者土壤有效水贮存量相近且较低。无论在表土层还是在较深土层,滑坡面和堆积体土壤水分含量总是高于对照区域土壤水分含量。干旱年(2015年)生长季内,三者0–5 cm土层水分在5–7月均为无效水,但滑坡面和堆积体土壤无效水持续时间比对照区域短;平水年(2016年)生长季内,三者0–5 cm和0–80 cm土层水分基本上为有效水。4–6月份正值滑坡面和堆积体上植物开花的关键时期,但两者土壤水分含量在该时期最低;9–10月份正值对照区域内植物种子生产的关键时期,但其土壤水分含量在该时期最低。三者土壤均缺乏有机质、速效氮和速效磷,而其速效钾含量较丰富。相对于南坡滑坡面,北坡滑坡面土壤颗粒更细、水分条件较好,但速效磷含量更低。2.对照区域内植物群落的盖度、物种丰富度和出现的科、属和种较少,因而从盖度和物种数量上表现出较弱的种源基础;堆积体上植物群落的这些特性与对照区域内植物群落的相近;滑坡面上植物群落的物种丰富度和出现的科数、属数和种数与对照区域内植物群落的相近,而其植物群落的平均盖度不到20%。对照区域内植物群落的物种组成各有不同,其主要优势种也是黄土丘陵沟壑区常见的群落优势种,因而从物种的质量上表现出良好的种源基础;堆积体上各群落的物种组成也各有不同,对照区域内植物群落的主要优势种除丛生隐子草外,也是堆积体上植物群落的主要优势种;滑坡面上大多数植物群落的物种组成相差较小,对照区域内植物群落的主要优势种除小红菊外,也是滑坡面上植物群落的主要优势种;滑坡面和堆积体上植物群落中的大多数优势种也是黄土丘陵沟壑区常见的群落优势种。三者植物群落中的大多数个体均表现为寿命长、具有克隆能力,但木质化程度低、高度较低且不具有再生能力;其种子均表现为产量较低、重量较大、扩散距离短,但具有锚固性、萌发速度快且萌发率较高。相对于南坡滑坡面,北坡滑坡面上植物群落的物种丰富度较大、寿命更长、克隆能力更强、再生能力稍强,但木质化程度更低、更低矮、种子产量也更低;南、北坡滑坡面上植物群落的主要优势种对光照的要求差异明显。3.在该区半干旱气候条件下,滑坡不会对土壤特性和植物群落的物种丰富度、物种组成与功能产生深刻的影响;虽然滑坡上植物群落的盖度远不及堆积体和对照区域内植物群落的盖度,但滑坡面的植被恢复应该只是时间的问题。外围的植物群落对滑坡(尤其是滑坡面)的植被恢复发挥了重要作用,使其植物群落无需经历漫长的演替过程就可接近外围未受干扰的植物群落的结构;滑坡后短短四年内,堆积体上植物群落的盖度也已接近外围未受干扰的植物群落的盖度。因此,该区滑坡具有一定的植被恢复潜力,坡面生态系统对滑坡干扰也具有较强的抵抗力。4.冬季和翌年春、夏季是决定滑坡面上幼苗和克隆分株更新效率的关键时期。北坡滑坡面上幼苗更新相对于克隆分株更新对种群更新的贡献较大,而南坡滑坡面上幼苗更新和克隆分株更新对种群更新的贡献同等重要。滑坡面(尤其是南坡滑坡面)上存在比较严重的植物更新限制问题,对滑坡面的植被恢复构成了一定的障碍;同时存在成株层与幼株层不相耦合的现象,可推断未来在北坡滑坡面上的植物群落中可能发生由铁杆蒿、长芒草和硬质早熟禾主导的物种组成的变化,而在南坡滑坡面上的植物群落中可能发生由猪毛蒿和抱茎小苦荬主导的物种组成的变化。
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