论文部分内容阅读
因采伐和火烧等长期干扰,导致大兴安岭林区的植被严重退化,尤其是干旱阳坡植被出现草原化现象,恢复较为困难。为探讨大兴安岭干旱阳坡恢复限制因素,本研究选择了大兴安岭干旱阳坡不同植被类型为研究对象,通过对干旱阳坡坡面尺度土壤水分和养分变异规律、干旱阳坡不同植被类型土壤种子库的特征和干旱阳坡土壤-植被异质性等的研究得出以下结论:干旱阳坡不同植被类型间土壤含水量和土壤养分差异明显,均表现为山脊蒙古栎林>灌草丛>草丛。除全钾含量外,不同植被类型间土壤养分均表现为山脊蒙古栎林>灌草丛>草丛,全钾表现为灌草丛>草丛>山脊蒙古栎林。因大兴安岭干旱阳坡坡面较陡,山脊部位坡度较缓,干旱阳坡不同地形部位土壤水分(SM)和养分最大值均出现在山脊部位。草丛和灌草丛土壤水分与磷素的缺乏是植被恢复的重要限制,地形和人为干扰导致了不同地形部位间土壤的水分和养分特征。干旱阳坡土壤种子库密度范围介于275粒/m2-977粒/m2,优势科以菊科、蔷薇科等草本为主。地上植被调查结果显示,优势科为菊科、豆科和蔷薇科。种子库与地上植被相似性表现为:阳坡草丛<阳坡灌草丛<阳坡蒙古栎林<阴坡次生林。各植被类型之间土壤种子库相似性表现为:阳坡草丛与阳坡蒙古栎林土壤种子库相似性最高,干旱阳坡和阴坡次生林土壤种子库相似性相对较低。土壤种子库研究结果结合地上植被调查结果说明阳坡草丛和阳坡灌草丛有进一步更新的潜力,而且通过种子库萌发实验可以推断土壤水分可能限制了这种更新潜力的发挥。土壤植被异质性研究结果显示,土壤各指标与地上生物量所涉及到的半变异函数模型有球状模型、指数模型和高斯模型。土壤体积水分变程比土壤重量水分的变程大。土壤重量水分块金值/基台值(N/S)高于土壤体积水分。土壤各养分指标的变程都较高,处于328.9m-410.9m之间。土壤全碳(TC)、有效磷(AP)和碳氮比(C/N)的块金值/基台值(N/S)大于25%,而土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)以及植被地上生物量(AB)的块金值/基台值(N/S)都小于25%。干旱阳坡土壤水分养分空间自相关较强,自相关范围也较大。地上生物量有强烈的空间自相关,其自相关范围较小。相关性分析结果说明,氮的有效性是干旱阳坡斑块状植被演化成均一植被的限制因素。