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本文针对喀斯特石漠化地区植被恢复,早期物种配置,采用“空间系列代替时间系列”的方法对喀斯特地区5个石漠化区内15个县(市、区)进行不同演替阶段的群落调查,包括物种、生活型、盖度、株数、高度、多样性、幼苗更新库等多指标调查,采用常规分析法测量土壤理化性质,采用除趋势对应分析法(DCA)、综合坐标评定法(∑Pi2)、聚类分析法、层次分析法(AHP)、模糊综合评定法等分析喀斯特地区植物吸水耗水潜能、水分利用率,不同种组归并与划分,物种对光的生态适应性,群落组成、水平及垂直结构,以及评价群落结构配置及优化等。结果表明: (1)喀斯特石漠化地区小生境类型多,生境异质性高。小生境共四种不同的组合类型,其恢复潜力大小为:土面型>土面-石面型>石面-土面型>石面型。喀斯特石漠化区白云岩与灰岩发育土壤具土层薄、土体不连续、空间异质性高和保水能力低特征,尽管单位体积中养分较好但因土壤总量少,导致土壤养分总量低。立地供给植被恢复的潜力等级为弱的立地类型亚型120组、中等134组、强90组。 (2)喀斯特区共划分为5个种组,即先锋种PS、次先锋种SPS、过渡种TS、次顶极种SCS、顶极种CS。早期阶段,先锋种出现的频率较高、数量较多,处于优势地位,大部分为小灌木或灌丛灌木;次先锋种出现频率及数量仅次于先锋种,处于亚优势地位,其平均组成比例为8:2;过渡种在早期出现很少,在中后期处于下层;次顶极种在中期处于优势地位,到后期处于亚优势地位,中期种组主要组成结构为PS、SPS、TS、SCS,其平均组成比例为4:2:3:1。后期阶段,顶极种处于优势地位,大部分为高大乔木,主要种组组成结构为TS、SCS、CS,其平均组成比例为3:3:4。 (3)早期恢复阶段,主要生活型组成为草本,矮、小高位芽植物,其比例为6:3:1;中期恢复阶段,主要生活型组成也为草本,矮、小高位芽植物,其比例为3:3:4;后期恢复阶段,主要生活型组成为草本,矮、小、中高位芽植物,其比例为2:3:3:2。早期阶段草本以一年生和地面芽植物为主,中后期阶段以耐荫草本植物为主。 (4)群落的密度变化趋势与灌木层一致,即增-减型。早期阶段密度较小,随着演替进行,密度不断增加,到后期密度最大。早期植物群落以小密度分布,中后期主要以大密度分布,但在通常进行结构调整时后期应以乔木层密度为主。因此,早期密度为0.48-0.97株/m2,平均为0.65株/m2;中期为2.16-2.97株/m2,平均为2.41株/m2;后期为0.11-0.42株/m2,平均为0.21株/m2。 (5)以构建植物群落配置为目的,重点考虑地上部分活生物体的层次结构,共分为3层。早期阶段主要为草本层,中期为灌木层和草本层,后期为乔木层、灌木层、草本层3层。 (6)喀斯特植物群落优势种不明显,以多物种共同构成优势种组。草本阶段群落草本层优势种2种;灌木阶段群落灌木层优势种3个优势种;乔林阶段乔木层优势种3种;顶极阶段乔木层优势种8种。因此,在喀斯特地区植物群落可以多物种进行配置。 (7)幼苗更新库随着演替进行种类不断增加,变化趋势与整个群落物种种类的变化相同。不同石漠化区物种数量差异较大,但最大值大多出现在灌木林阶段或乔灌阶段,草坡阶段最少。 (8)不同种组中耐旱程度大小顺序为PS>SPS>SCS>CS>TS。先锋种和次先锋种以吸水潜能高、耗水能力低和水分利用效率高,即高输入低输出高效率的水分平衡方式适应于干旱严酷早期生境。演替中后期阶段,以吸水潜能中等、耗水能力高、水分利用效率高,即中输入高输出高效率的水分平衡方式的次顶极种和顶极种占优势。从常绿和落叶两种生活型来看,落叶树种吸水能力高,适应水分亏缺的能力较大,蒸腾耗水量较大,适应耐旱的能力强;常绿树种吸水能力低,适应水分亏缺的能力低,蒸腾耗水量低,适应耐旱的能力弱。 (9)先锋种中,植物对早期生境适应性强,光饱和点中高等,光补偿点中高等,植物耐荫性差、喜光,平均净光合速率高,植物组成以矮高位芽Ph(N)、小高位芽Ph(Mi)为主;次先锋种中,平均光合速率中等,光饱和点中等,光补偿点中等,在演替早期阶段群落中能忍耐一定程度蔽荫,随演替发展优势地位提高,在灌木灌丛和灌乔过渡阶段具较高优势地位,之后逐渐衰退,植物组成以Ph(Mi)为主;过渡种光饱和点中低等,光补偿点中等,对弱光的利用能力较强,平均净光合速率中等,植物组成以Ph(Mi)为主;次顶极种中,光饱和点中低等,光补偿点中等偏低,对弱光的利用能力较强,植物组成以中高位芽Ph(Me)为主;顶级种中,光饱和点中低等、光补偿点中低等,植物利用弱光能力最强,属顶极耐荫树种,平均净光合速率中低等,植物组成以大高位芽Ph(Ma)、中高位芽Ph(Me)为主。 (10)在自然演替过程中,影响植物群落结构构建主要是种组组成、层次结构、生活型组成、群落密度4个因子。作为人工构建早期植物群落应以立地条件、植物的生态适应性为基础,因此,早期植物群落构建包括立地条件、群落组成结构(种组组成、生活型组成、生态适应性)、群落水平结构(群落密度)、群落垂直结构(层次结构)4个方面。 (11)通过评价筛选出来的指标进行配置组合,得出立地供给植被恢复的潜力等级为强、中、弱的立地类型亚型中可能的群落结构配置组合为2106组。立地供给植被恢复的潜力等级为弱、中、强的植物群落的优化配置健康状况,健康:8组、12组、10组;较健康:378组、489组、552组;一般:1148组、1161组、1120组;病态:572组、444组、424组。不同恢复潜力等级下群落配置健康状况为健康,即为较优组合。 (12)立地供给植被恢复的潜力等级为弱的立地类型亚型区主要以灌和灌+草层次结构为主,以先锋种次先锋种为主,生活型是以矮高位芽为主;为中等的立地类型亚型区以灌+草、乔+灌+草层次结构为主,物种有先锋种、次先锋种,生活型以小高位芽为主;为强的立地类型亚型区主要以乔+灌+草的层次结构为主,物种有先锋种、次先锋种,生活型以小高位芽为主,部分为中高位芽,在各植被恢复的潜力等级中,植物均为强喜光和强耐旱。 (13)各石漠化区在植物群落组成、水平结构、垂直结构上总体变化规律相同。 (14)通过典型案例分析,顶坛花椒配置模式在立地供给植被恢复的潜力等级为弱、中的立地类型亚型区配置的健康状况属于较健康,而在等级为强的立地类型亚型区属于一般。这样的配置并不是最优的配置,但能算一个成功配置模式。