燕山山地森林植被恢復(fù)與重建理論和技術(shù)研究.pdf

1、退化的森林生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重影響其多種生態(tài)功能的發(fā)揮，植被恢復(fù)與重建是提高森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的有效途徑，對(duì)植物群落的演替規(guī)律、種群動(dòng)態(tài)、植被恢復(fù)與重建技術(shù)及模式的研究可為植被恢復(fù)與重建提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文以燕山山地為研究對(duì)象，通過(guò)野外永久樣地、臨時(shí)樣地調(diào)查與數(shù)量分析相結(jié)合的方法，研究了燕山山地植物群落排序與數(shù)量分類、森林植物群落演替動(dòng)態(tài)典型特征、立地條件類型劃分、植被恢復(fù)與重建技術(shù)及模式。研究結(jié)果表明

2、： DCA排序和TWINSPAN分類表明，燕山山地植物群落在空間地理分布上很有規(guī)律，與生態(tài)梯度具有十分密切的關(guān)系。生態(tài)梯度中起主導(dǎo)作用的是溫度和水分。在水分梯度上，由冷濕至干旱，燕山山地植物群落大致排列有碩樺林→山楊林→蒙古櫟林→油松林→三裂繡線菊→酸棗灌叢→荊條灌叢→以蒿+苔草為優(yōu)勢(shì)種的草甸；在熱量梯度上，從冷至暖，大致排列有：草甸→碩樺林→華北落葉松林→白樺林→蒙古櫟林→以山杏為優(yōu)勢(shì)種的中低山帶雜木林→三裂繡線菊、榛灌叢。運(yùn)

3、用DCA非等級(jí)分類方法，燕山植被分布呈現(xiàn)出1個(gè)中心和4個(gè)極點(diǎn)。1個(gè)中心是以蒙古櫟、山楊等落葉闊葉樹(shù)及油松為優(yōu)勢(shì)種的分布中心區(qū)，中心區(qū)的植被是暖溫帶典型的植被類型，也是燕山山地典型的植被類型；4個(gè)極點(diǎn)是沿此中心，因濕熱因子不同的自然組合，存在4個(gè)不同環(huán)境梯度的植被演替方向。沿溫度遞減濕度遞增方向，向以白樺、碩樺為優(yōu)勢(shì)種、且有華北落葉松、云杉林分布的森林群落發(fā)展；沿溫度遞增濕潤(rùn)遞減(暖干)的梯度方向，向以酸棗、荊條為優(yōu)勢(shì)種的灌叢發(fā)展：沿溫度

4、遞增濕度增大(暖濕)的梯度方向，向遼東櫟林和以榛為優(yōu)勢(shì)種的灌叢發(fā)展，并有核桃楸林出現(xiàn)；沿濕度遞減的梯度(冷干)方向，向以蒿+苔草為優(yōu)勢(shì)種的雜草叢發(fā)展。低山灌叢具有進(jìn)展演替的條件，中心是其發(fā)展的歸宿。植物群落排序值與環(huán)境因子及地理坐標(biāo)顯著相關(guān)，建立了氣候因子與地理坐標(biāo)、DCA排序值與環(huán)境因子2個(gè)數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型可預(yù)測(cè)和判斷植物群落類型和分布。 天然蒙古櫟、人工山楊與華北落葉松林分皆伐后，在次生演替頭15年內(nèi)，次生植物群落物種

5、消長(zhǎng)變化過(guò)程相似，都經(jīng)歷了物種總數(shù)由少到多的變化過(guò)程，但天然林和人工林皆伐跡地上的物種消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)存在差異。天然林皆伐跡地上，次生演替初期物種替代頻繁，中后期趨于平穩(wěn)；人工林皆伐跡地上，次生演替后期物種替代明顯。喬、灌、草植物種在各演替階段的表現(xiàn)不同。不同皆伐跡地上，各類植物密度變化都經(jīng)歷了由小變大，增長(zhǎng)到一定程度后再逐漸降低的過(guò)程。灌木、草本植物重要值受喬木郁閉度影響及灌木植物之間相互作用，一直處于較明顯的變化波動(dòng)過(guò)程中。灌木重要值呈現(xiàn)出

6、兩極分化特征，競(jìng)爭(zhēng)力弱的灌木重要值逐步降低，生態(tài)幅較廣、競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的灌木植物重要值逐漸升高。陽(yáng)性草本植物重要值呈現(xiàn)出先增大后減小的態(tài)勢(shì)，陰性草本植物在演替后期表現(xiàn)出絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，重要值逐漸增大。 不同皆伐跡地次生演替植物群落多樣性指數(shù)變化不同。天然蒙古櫟林皆伐跡地上，次生演替群落喬、灌、草多樣性指數(shù)值較高，生物多樣性豐富，并隨演替推進(jìn)呈增加趨勢(shì)；人工林皆伐跡地上，次生演替群落多樣性指數(shù)值相對(duì)較低，呈波動(dòng)變化，并隨演替推進(jìn)呈現(xiàn)出中期升

7、高、后期略有下降；皆伐后，喬木多樣性指數(shù)值增大，較皆伐前有所增加，在演替進(jìn)程中保持穩(wěn)定的狀態(tài)；陽(yáng)性灌、草物種在演替階段初期多樣性指數(shù)值增大，隨后降低；陰性灌、草物種生物多樣性指數(shù)逐漸增大。群落綜合物種多樣性指數(shù)的動(dòng)態(tài)特征更接近于草本植物的動(dòng)態(tài)規(guī)律。不同群落均勻度指數(shù)和物種多樣性指數(shù)的動(dòng)態(tài)規(guī)律基本一致。在此生演替開(kāi)始后的15年內(nèi)，大部分草本、灌木、喬木物種的聚集度指數(shù)隨演替進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，即各物種空間分布格局由聚集

8、向隨機(jī)分布狀態(tài)演變。 影響燕山山地森林植物生長(zhǎng)的主要立地因子為土層厚度、海拔高度、坡向、礫石含量、坡度和腐殖質(zhì)層厚度等6個(gè)因子。依據(jù)分層聚類法，將燕山山地分為9個(gè)立地類型22個(gè)立地亞型。針對(duì)不同的立地條件類型提出了不同的植被恢復(fù)與重建思路。 研究分析了燕山山地植物群落演替規(guī)律、趨勢(shì)和現(xiàn)狀，提出了恢復(fù)與重建燕山山地退化森林生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)遵循6項(xiàng)基本原理和4個(gè)基本要求，采取3條基本途徑；提出了燕山山地殘次天然森林植被恢復(fù)與重建思