【摘 要】
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黄土高原千沟万壑,水土流失严重,是黄河泥沙的主要来源地,也是我国北方地区重要的生态屏障。长期以来,黄土高原一直是国家生态保护和治理的重点区域,先后实施了一系列治理措施,如坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理、退耕还林还草、治沟造地、固沟保塬等。小流域作为黄土高原最为重要的地理和地貌组成单元,1980s开始实施的小流域综合治理为控制黄土高原水土流失发挥了至关重要的作用。植被自然恢复和人工植树造林作
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黄土高原千沟万壑,水土流失严重,是黄河泥沙的主要来源地,也是我国北方地区重要的生态屏障。长期以来,黄土高原一直是国家生态保护和治理的重点区域,先后实施了一系列治理措施,如坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理、退耕还林还草、治沟造地、固沟保塬等。小流域作为黄土高原最为重要的地理和地貌组成单元,1980s开始实施的小流域综合治理为控制黄土高原水土流失发挥了至关重要的作用。植被自然恢复和人工植树造林作为黄土高原小流域生态治理的重要方式,一直是科研人员开展生态、水文、侵蚀研究的重要研究对象。草本群落组成和土壤碳氮是生态系统研究的核心内容,然而在小流域尺度,对两者的差异及机制研究还不够充分。过去相关研究从样地尺度开展较多,而以小流域为单元开展的研究较为少见。因此,本论文以甘肃庆阳南小河沟植被自然恢复(董庄沟)和人工植树造林(杨家沟)对比小流域为研究对象,利用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了两条对比小流域草本植物群落组成、0-20 cm表层土壤碳氮及0-100 cm土壤剖面碳氮的差异及影响因素。探究黄土高原小流域植被自然恢复和人工植树造林后生态过程的差异,为科学合理制定植被恢复政策提供理论依据。研究结果如下:(1)自然恢复草地小流域的草本植物群落物种多样性水平高于人工林地。土壤水分和养分是植被自然恢复和人工林地草本植物群落功能性状和多样性格局差异的主要因素。地形因子对功能性状和多样性格局没有显著影响,而土壤水分和氮磷含量的差异导致沟底和坡面之间某些性状值差异。(2)在自然草地,坡度和坡向对表层土壤有机碳和全氮含量均无显著性影响,中坡位表层土壤有机碳和全氮含量均显著高于上坡位和下坡位;在人工林地,坡度对表层土壤有机碳和全氮含量无显著影响,坡向对表层土壤全氮含量无显著影响,阴坡和半阴坡表层土壤有机碳含量著高于半阳坡和阳坡,下坡位和中坡位表层土壤有机碳含量显著高于上坡位,中坡位表层土壤全氮含量显著高于上坡位;自然草地和人工林地不同坡度表层土壤有机碳和全氮含量均无显著差异,人工林地半阳坡表层土壤全氮含量显著高于自然草地,人工林地下坡位表层土壤有机碳和全氮含量显著高于自然草地,人工林地上坡位表层土壤有机碳含量显著高于自然草地。(3)植被自然恢复和人工林地有机碳和全氮含量及密度在垂直方向上均表现出随土壤深度的增加而逐渐降低并逐渐趋于稳定的趋势,0-20 cm土层有机碳和全氮含量及密度显著高于20-100 cm土层。0-100 cm土层,自然恢复草地土壤有机碳含量及密度均极显著高于人工林地,但在不同土层之间两流域差异有所不同,自然草地有机碳含量在20-40 cm和60-80 cm土层显著高于人工林地,而自然草地有机碳密度则在0-20 cm、20-40 cm和60-80 cm土层显著高于人工林地。自然恢复草地和人工恢复林地土壤全氮含量和密度在各土层均无显著差异。
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