基于水位、繁殖体移植方式调控的长白山退化泥炭地苔藓地被恢复研究

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全球许多泥炭地曾遭受排水,造成土壤结构,植物群落组成、碳累积功能发生改变,泥炭地生态系统退化,严重威胁人类的生产生活,迫切需要开展相关恢复工作。目前,泥炭地恢复与重建技术是当前湿地恢复生态学研究的热点之一,其中植被恢复又是泥炭地恢复技术中的核心。泥炭藓(Sphagnum)是北方泥炭地重要的造炭植物,泥炭藓繁殖体移植是影响泥炭地植被恢复的重要因素之一,但不同泥炭藓移植方式的效果往往缺乏比较研究。本研究以长白山区白江河退化泥炭地为研究地,选择自然生境的喙叶泥炭藓(S.flexuosum Dozy et Molk)、中位泥炭藓(S.magellanicum Brid.)、锈色泥炭藓(S.fuscum(Schipm)Klinggr.)为实验材料,通过野外移植实验,提升地下水位,首先基于生态位原理,研究不同建植时期中泥炭藓繁殖体分层次移植方式与泥炭藓盖度、高度之间的关系。其次,在苔藓生态学理论基础上,结合水位梯度,探究不同种泥炭藓的密度效应对于泥炭藓植被恢复的影响。以期探寻更为合理、高效的泥炭地植被恢复技术,完善泥炭地恢复理论,为恢复生态学发展做出贡献。研究所得的结果与结论如下:(1)水位提升显著促进了泥炭藓生长,主要表现在泥炭藓盖度、高增长方面。低水位条件下,喙叶、中位、锈色泥炭藓生长均受到抑制,盖度、高度增长均为最低,且持续了整个生长季,表明低水位是限制泥炭藓建植的关键因素,决定了泥炭藓生长的基础及可能。(2)泥炭藓分层移植实验中,三种移植方式,实验不同阶段表现有所差异。实验初期,喙叶泥炭藓位于下层,中位泥炭藓位于上层时,显著促进了喙叶泥炭藓的生长,但对泥炭藓层盖度影响不大。但是在建植后期,泥炭藓移植方式显著影响了泥炭藓的盖度,提高了泥炭藓建植成功率。(3)密度移植实验中,5:1、10:1、15:1三种移植密度中,以5:1和10:1占优势,由于植物存在自疏效应,这两种移植密度并未产生显著差异。可能在5:1和10:1之间存在一个阙值,需要进一步探寻。另外,考虑到湿地恢复的经济性原则,建议白江河泥炭地采用15:1移植密度的引入最佳。(4)就泥炭藓物种而言,泥炭藓繁殖体建植能力按照由大到小的顺序依次是喙叶泥炭藓、中位泥炭藓、锈色泥炭藓。其中锈色泥炭藓在泥炭藓植被恢复初期阶段,不建议进行引入。如果不考虑植被多样性,喙叶泥炭藓在退化泥炭地中恢复效果最佳。(5)密度移植实验,水位埋深和泥炭藓移植密度,存在显著的交互作用。不同水位条件,泥炭藓密度效应表达有所不同。在高水位条件下,以高密度5:1的方式进行泥炭藓繁殖体引入,泥炭藓盖度最佳。当水位降低高密度优势逐渐降低,水位降低到一定程度,泥炭藓密度优势丧失,种内竞争激烈,出现自疏效应,泥炭藓生长受限。因而在水位条件较好的退化泥炭中,指水位在泥炭表面波动,可适当提高移植密度比如以5:1引入,水位条件较差的以10:1或15:1引入较为合适。(6)水位的提升,促进了泥炭藓建植,缩短了恢复时间,与低水位区相比,高水位调控下,泥炭藓达到同等盖度条件提前4个月左右,加快排水泥炭地恢复的步伐。
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