漓江水陆交错带水文—土壤—植被相互作用机制及植被恢复研究

【摘要】近年来漓江水陆交错带植被退化及其多样性下降已成为漓江旅游区生态旅游可持续发展的严重挑战,进行漓江水陆交错带植被恢复刻不容缓。本文通过对漓江水陆交错带不同淹没带植被与土壤特征空间分异规律进行分析研究,以及对典型旅游区域植被和土壤对水文影响的响应机制研究,详细分析了重点植被恢复区域的植被影响因子,探索了水陆交错带退化生态系统植被配置模式,以期为典型旅游区水陆交错带植被恢复与湿地管理提供科学依据,初步研究成果如下：(1)优选水文影响时间、相对高程、坡度、砾石含量和植被生物量作为划分指标。根据回归方程与主成分分析选取水文影响时间、相对高程和生物量作为主导性指标。通过聚类分析将水陆交错带分为重度淹没带、中度淹没带、轻度淹没带和微度淹没带4个不同淹没带类型。(2)漓江水陆交错带物种组成相对丰富,各淹没带共有植物种124种,其中乔木植物18种,灌木植物17种,草本植物89种。随着淹没带高程的增加,漓江水陆交错带植物种多样性、均匀度、优势度、覆盖度和生物量均呈现明显递增的趋势,植被情况趋于良好。受区域内人为干扰、水文条件影响,多样性、均匀度、优势度和覆盖度沿河流纵向上的分布规律有明显差异,均匀度指数呈现的规律基本与多样性指数相同,优势度指数呈现的规律与多样性指数和均匀度指数基本相反。随着人类干扰的减少,植被生物量从上游至下游呈现增加趋势。(3)水陆交错带土壤物理特征在不同淹没带分布有明显差异性。随着淹没带高程增加,水陆交错带土壤容重呈现先增后减的趋势,4个淹没带砂粒含量均远高于粉黏粒含量。砂粒含量随着淹没带高程增加呈现下降的趋势,而粉粒和黏粒则呈现相反的趋势。土壤化学特征受水文、人为干扰等多方面因素影响,在各淹没带分布具有不同的分布特点。土壤有机质含量呈现先减后增的“V”字型趋势；全氮含量由0.399g/kg增至0.556g/kg,呈现随着淹没带高程增加而升高的趋势；有效磷含量分布情况为T1(13.930mg/kg)、T2(13.292mg/kg)淹没带远高于T3(4.317mg/kg)、T4(4.685mg/kg)淹没带,漓江流域江边居民在江边进行洗衣等洗刷活动以及农业径流、生活污水的排放可能是造成这一非自然现象的重要原因,全钾含量在各淹没带差异不显著。土壤pH整体位于7.124-7.868之间,喀斯特偏碱性土壤与全氮含量呈现显著负相关,与土壤有效磷成极显著正相关,土壤有机质含量与全氮含量呈现明显正相关。植被各项指标与土壤粉粒含量、黏粒含量、全氮含量以及有机质含量呈现正相关,与砂粒含量、土壤容重、pH值、有效磷含量呈现负相关,土壤全氮是漓江水陆交错带对植被影响最大的土壤因子。(4)水文作用对草本植物的生活型产生影响,一年生草本物种在水陆交错带草本群落中占据绝对优势,经历一个水文周期后,各淹没带植物种类和植被多样性指数均呈现下降的趋势。土壤砂粒含量增加,而粉粒和黏粒含量则呈现下降趋势,土壤容重呈现上升的趋势,土壤pH、有机质、全氮、全磷和全钾含量呈现下降趋势,水文对漓江水陆交错带土壤和植被的影响基本呈负面作用。(5)重度淹没带和中度淹没带为植被恢复重点区域,这一区域草本植被空间自相关性与人类干扰强度呈负相关关系。受人为活动干扰程度较大的城区旅游型水陆交错带重点植被恢复区域所有植被指标具有中等程度的空间自相关性；受中等人为活动干扰强度的城郊生活型水陆交错带和基本不受人为活动干扰影响的天然型水陆交错带重点植被恢复区域的植被指标基本具有强烈的空间自相关性。重点植被恢复区域草本植被指标分布规律与结构因素(水文影响)、人类干扰强度和方式有密切关系。受人为活动干扰程度较强的城区旅游型水陆交错带各植被指标在东西方向呈现中间小,两侧大的分布规律,受中等人为活动干扰程度的城郊生活型水陆交错带各植被指标呈现条带状分布,但在高值分布带上出现零星斑块低值区；基本不受人为活动干扰影响的天然型水陆交错带各植被指标呈现从西向东逐渐增大的条带状分布。结构因素(水文影响)在空间异质性方面起主导作用,人类干扰起到次要作用,随机因素的影响相对较小。(6)以漓江桥、卫家渡和潜经村3个受不同人类干扰强度的漓江水陆交错带为例进行植被配置与恢复研究,受人为活动干扰程度较强的城区旅游型水陆交错带(漓江桥)植被配置注重景观性,受中等人为活动干扰程度的城郊生活型水陆交错带(卫家渡)注重生态价值和经济价值,基本不受人为活动干扰影响的天然型水陆交错带(潜经村)水陆交错带注重自然性。
【作者】李扬；
【导师】王冬梅；
【作者基本信息】北京林业大学，工程绿化，2014，博士
【关键词】水陆交错带；水文-土壤-植被相互作用；人类干扰；植被恢复；

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