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本文以黄土丘陵小流域(大南沟小流域)的野外调查数据为基础,采用单因素方差分析和多重比较等统计方法,分析了大南沟小流域植物群落的空间格局,并以空间代时间的方法分析了该流域内的生态恢复过程并对其进行了评价,初步结论如下:
(1)植物群落空间格局
农地和果园大多分布在海拔较低、坡度较缓、坡向偏阴、坡形较凹的地段,林地和荒地,主要分布在海拔较高、坡度较陡、坡向偏阳、坡形较凸的地段。杨树和旱柳群落分布在海拔较低的沟坡、路旁,坡形较凹的地方。刺槐群落分布在背风向阳的较陡峭的中坡上,臭椿群落分布在陡坡、向阳的上坡位,沙棘群落多分布在西部的平坦的中坡上,柠条群落分布在朝向东北的陡坡的上部。荒草地地处高海拔的阴坡坡顶,铁杆蒿群落和灌木铁线莲分布在高海拔、比较陡的阴坡或半阴坡上,达乌里胡枝子群落分布在相对较缓的坡上;杠柳大多分布在海拔较低的陡坡上;沙棘多半分布在海拔较低的阳坡上。
(2)小流域生态恢复过程
随退耕时间的增长,与对照农地相比,土壤的孔隙度增大,容重减小,入度增大,土壤的团稳性增强,粘结力变化不显著;与对照农地相比土壤的有机质有比较显著的增长趋势;全氮含量增大,高于农地;速效氮含量退耕初期低于农地,但表现出稳定的增长趋势;全磷和速效磷则有降低的趋势;植物群落的层次数增加,植被盖度增大,物种多样性指数H、N1和N2均值均呈稳定性的增长,均匀度指数Eh和Ep呈现出减小的趋势,丰富度指数Dp稳定增长,而Dm减小。
随着退耕年限的增长,总多样性增强,群落物种和层次均增加,植被盖度变大,植物群落的结构得到改善;土壤的理化性质在退耕后得到了较好的改善,土壤的质量得到了提高。
(3)生态恢复评价
水土保持方面:流域土壤侵蚀强度较高,200个样地土壤侵蚀模数平均评价分值为3.52,整体上接近中度抗侵蚀性能。从土地利用类型整体来看,平均土壤侵蚀评价得分为:农田<果园<荒地<林地。
大南沟小流域整体上土壤质量平均得分为3.50,为第3和第4级的分界值。总体上来说土壤质量恢复属中等水平。按土地利用类型来看,土壤质量综合恢复效益评价得分为:林地>果园>荒地>农地。其中林地和果园的土壤质量综合恢复可达第3级,其余两类为第4级。
综合植物群落结构和多样性,总体上来说,大南沟的生态恢复植物群落平均得分为3.84,评价等级为第3级,属中等水平。植被群落的总体恢复效益评价为:林地>果园>荒地>农地,除农地外,均属生态恢复第3级别。
综合以上的大南沟小流域的水土保持能力、土壤和植被恢复状况,大南沟小流域整体上的生态恢复得分为3.62,生态恢复评价等级为第3级。按土地利用类型来对生态恢复效益评价进行排序:林地>果园>荒地>农地。综合水土保持、土壤质量、植物群落3方面约束评价结果显示大南沟小流域整体生态恢复工作需继续推进和加强。
生态恢复评价的时空格局方面:地形因子与要素层得分的相关性大于制约层;从生态恢复的总体效果上看,农地<16-20年<21-25年=25年以上=6-10年<11-15年<1-5年,总体恢复效果呈现波动性的变化趋势,显然的退耕地的恢复效果优于农地;相同退耕时段内生态恢复评价得分受地形因子以及土地利用类型影响。