福建长汀是南方红壤区水土流失历史、面积和危害程度最严重的区域,是全国最典型的红壤侵蚀地区之一。经过几十年来的不懈努力,长汀的水土流失治理取得了很大成效,形成了许多具有长汀特色的水土流失治理模式,被誉为南方水土流失治理的一面旗帜。但由于长期来的植被破坏,部分红壤强度侵蚀区还没有得到完全治理。这些强度侵蚀区表土细小颗粒被冲刷流失殆尽,留下大量粗晶砂砾遗留地表,土壤养分贫瘠,保水供肥能力差,极易导致侵蚀区地表夏季高温和季节性干旱,土壤干热化严重,在缺少植被覆盖的裸露地地表温度高达60℃以上,有的甚至高达70℃以上,一般植物难以生存。尽管在这些红壤强度侵蚀区进行了大量植被恢复试验,但由于不了解影响强度侵蚀区植被恢复的限制因子,已有的治理收效甚微,成为目前长汀水土流失治理“难啃的骨头”。因此,如何观测长汀红壤强度侵蚀区环境因子的变化规律,筛选影响该区域植被恢复的限制性因子,成为当前红壤强度侵蚀区水土流失治理必须解决的重大课题。鉴于此,本论文在导师课题组长期对长汀红壤侵蚀区植被恢复研究基础上,选择南方红壤侵蚀区常绿阔叶林、马尾松针叶林、退化裸地3个植被退化阶段以及侵蚀裸地、草灌林、针叶林、针阔混交林4个植被恢复阶段的系列样地为研究对象,通过对不同退化和恢复阶段样地小气候因子、土壤因子、植被因子的定位观测,分析强度侵蚀区植被退化和恢复过程中环境因子的变化规律,并通过环境因子的主成分,筛选影响长汀红壤强度侵蚀区植被恢复限制性因子。在此基础上,选择长汀红壤强度侵蚀区土壤,利用不同比例土壤颗粒组成的配置模拟,模拟长汀红壤强度侵蚀区的生态环境,结合不同植物种子的发芽和生长试验,监测在模拟长汀高温环境下影响植被恢复的环境因子,筛选验证影响长汀红壤强度侵蚀区植被恢复的主要环境因子,为揭示长汀红壤强度侵蚀区植被恢复机理和制订相应治理对策提供科学依据。主要研究结果如下:(1)随着植被的退化演替,植被种类和数量逐渐减少,森林结构简单化,阔叶树种不断减少,针叶树种优势度呈现上升趋势;植被物种数、物种多样性指数随着植被退化过程呈减少趋势。随着植被的恢复演替,植被种类和数量逐渐增加,针叶树种优势度呈下降趋势,阔叶树种逐渐增加。植被物种数、多样性指数总体上随着植被恢复的过程呈增加趋势。(2)随着植被群落退化加剧,土壤物理性质呈恶化趋势。土壤pH值呈增加趋势,土壤有机质、氮、磷、钾呈不同程度下降趋势。随着植被的恢复,土壤理化性质变化趋势与植被退化过程相反。主成分分析表明:土壤粗颗粒、容重、毛管孔隙度、最大持水量、养分含量、pH值均为长汀红壤侵蚀区植被恢复过程中的主要影响因子。(3)植被退化过程中气温日变化呈现倒“U”型趋势,日出后温度逐渐上升,在中午过后出现较高值,日落后温度逐渐下降,气温日变化幅度较大。大气相对湿度的日动态与气温日变化趋势相反,呈现“U”型变化趋势。不同植被类型、不同土层的土壤温度日变化趋势基本一致,其中地表温度变化最为明显,且随着土层增加,温度变化幅度趋于平缓。不同植被类型、不同土层湿度日变化趋势基本一致,随着土层增加,土壤湿度增加。在植被恢复过程中,土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度的变化趋势与植被退化过程相反。主成分分析表明:土壤温度、土壤湿度、空气温度是长汀红壤侵蚀区植被恢复进程中的主要影响因子。(4)随着>2mm 土壤颗粒比例的增加,三种植物种子的发芽率总体上呈下降趋势。1-2mm土壤颗粒比例增加对三种植物种子发芽率的影响较小。随<1mm 土壤颗粒比例的增加,三种植物种子的发芽率总体上呈增加趋势,说明不同土壤粒径组成对植物种子发芽有一定影响。随着>2mm 土壤颗粒比例的增加,土表温度呈上升趋势。1-2mm 土壤颗粒地表温度随着土壤颗粒比例的增加上升。<1mm 土壤颗粒土表温度随着其比例的增加呈下降趋势。说明土壤颗粒组成对土表温度有明显影响,>2mm的土壤颗粒组成对土表温度的影响最大。(5)综合以上分析可知:在植被退化和恢复过程中土壤因子与小气候因子均对长汀红壤侵蚀区植被演替过程有着重要影响,特别是土壤因子对植被恢复过程的影响更为明显。在土壤因子方面,土壤粗颗粒、容重、毛管孔隙度、最大持水量、养分含量、pH值为影响长汀红壤侵蚀区植被恢复的主要土壤因子;在小气候方面,土壤温度、土壤湿度、空气温度是影响长汀红壤侵蚀区植被恢复的主要影响因子。