峰叢洼地生態(tài)系統(tǒng)恢復演替過程中植物群落研究——以廣西馬山弄拉峰叢洼地為例.pdf

1、峰叢洼地生態(tài)系統(tǒng)是巖溶區(qū)最貧困、人地矛盾最尖銳、石漠化最嚴重的脆弱生態(tài)系統(tǒng)，恢復和重建峰叢洼地可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)任務艱巨。植被恢復是重建該生態(tài)系統(tǒng)的首要任務，遵循恢復生態(tài)學原理和植被的演替規(guī)律，采用自然恢復與人工誘導恢復相結合是恢復和重建該退化生態(tài)系統(tǒng)的有效技術方法。系統(tǒng)研究峰叢洼地植物群落的恢復演替在巖溶生態(tài)系統(tǒng)恢復研究和實踐中具有重要的地位和作用。本文運用巖溶學、野外生態(tài)學方法，在多次野外調查的基礎上，應用植物分類學、數量生態(tài)學、微生物

2、學等方法，從植物區(qū)系、種群、群落生態(tài)學、土壤學、微生物學、恢復生態(tài)學和系統(tǒng)生態(tài)學等角度，對弄拉峰叢洼地恢復演替過程中植物群落進行了較為系統(tǒng)、全面的研究，包括群落的物種組成、空間結構、數量分類與排序、物種多樣性、群落關系、土壤微生物等，同時對群落環(huán)境進行了細致調查并首次采用PCA分析環(huán)境主導因子，目的在于研究南亞熱帶峰叢洼地恢復演替植物群落本身的特征及其與環(huán)境的生態(tài)關系，結合峰叢洼地各項研究結果，綜合分析了南亞熱帶峰叢洼地恢復演替的特征和

3、趨勢，旨在為巖溶區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復與系統(tǒng)重建提供科學的理論依據。 研究要點如下： 1.野外調查20個樣方，經鑒定共有398個物種，運用TWINSPAN 9次劃分，得到11個組，結合群落特點歸為10個群叢。通過主成分分析（PCA）將20個樣方的10個環(huán)境因子歸為恢復條件因子，人地干擾因子，地形因子，坡石因子4個反映樣方環(huán)境情況的綜合環(huán)境因子。DCA排序、DCCA排序結果與TWINSPAN分類結果較一致，DCA二維排序

4、圖、DCCA二維排序圖結果較吻合，CCA排序和DCCA排序都反映了恢復條件、人地干擾是影響群落分布的主要因子，地形、坡石因子次之。結合PCA分析，恢復時間、人為干擾、巖性、坡位四個環(huán)境因子對群落分布影響大于露石率、坡度、坡向等。DCCA排序空間能夠較好地反映群落在主要環(huán)境梯度上的分布和恢復演替序列，是最合適峰叢洼地植被的排序方法。TWINSPAN分類，環(huán)境因子的PCA，植被的DCA，CCA，DCCA三種排序相結合，能很好地反映峰叢洼地環(huán)

5、境梯度的變化與植被數量特征的響應和相互關系。 2.結合恢復條件和數量生態(tài)學研究結果將弄拉峰叢洼地植物群落劃分成恢復前期、恢復前中期、恢復中期、恢復中后期和恢復后期5個階段。喬木層多樣性隨恢復進行基本成線形變化，灌、草兩層多樣性呈現復雜的非線性變化，Pa、Ga和H變化趨勢一致，在恢復前期到中后期大體表現為：灌木層＞草本層＞喬木層，灌草兩層差異不大，隨恢復進行，喬木層與灌草兩層差異減小。后期草層物種銳減，呈現灌木層＞喬木層＞草本層。

6、南亞熱帶峰叢洼地植物群落隨恢復的進行物種數目和個體數量持續(xù)增加，但到喬木層發(fā)育時林下植物有一個先發(fā)展后消退的過程。5個多樣性測度指標的相關分析表明：Pa與Ga，H與Pa，H與Ga，Jsw與H極顯著相關，Pa與Jsw顯著相關。對群落總體多樣性的研究顯示Pa、Ga、H和 Jsw 有相似的變化趨勢，D與其他4個指數變化不同。在恢復過程中對群落多樣性影響最大的環(huán)境因子是恢復時間、人為干擾強度，其次為巖性、露石率和坡度等地形、坡石因子。群落生物多

7、樣性是研究群落恢復演替理想的定量指標。 3. 在峰叢洼地生態(tài)系統(tǒng)中，土層中細菌占絕對優(yōu)勢,放線菌次之,真菌最少。土壤微生物總數基本呈現出上層>中層>下層的特點。植被改善土壤環(huán)境從而影響土壤微生物區(qū)系，不同群落恢復演替階段土壤微生物種類和數量差異較大。微生物總數在上層表現為頂級林>灌叢>喬幼林>灌草叢>草叢，在中層則表現為灌叢>喬幼林>頂級林>灌草叢>草叢,下層表現為灌叢>頂級林>喬幼林 。土壤環(huán)境決定著土壤微生物的種類和數量。不

8、同土壤微生物種類和數量與土壤有機碳、有效N、土壤空隙度存在明顯的正相關，與土壤pH值、MgO、Al2O等成負相關。長期的演替，使得土壤微生物逐漸適應巖溶生態(tài)系統(tǒng)富鈣偏堿的土壤環(huán)境，并表現出一定的耐堿性。 4峰叢洼地存在結構受損和景觀受損兩種受損類型。次生進展演替和人工經營是弄拉最主要的兩大類恢復方式，根據植被和環(huán)境可細分為裸巖、裸地、草叢、次生灌草叢、次生灌叢、次生喬幼林、次生頂極林、人工林、農耕地、棄耕地10種類型。根據自然恢