贵阳喀斯特公园石漠化区域植物多样性、溶蚀作用和土壤化学性质研究

摘要

石漠化在喀斯特地区造成严重的生态和环境问题，包括土地承载能力下降，自然灾害的潜在增加和生物多样性的严重下降。本文以贵阳喀斯特公园不同石漠化等级为代表，分析苔藓和维管植物多样性特征及其结皮土壤化学性质变化规律，探索其对石漠化进程的响应机制，筛选出更利于应用于石漠化修复的物种，并探索被筛选种的水土保持效益，以期为石漠化生态修复提供基础理论和数据支撑。 结果显示：1.物种多样性：苔藓共14科29属84种，其中苔类2科2属2种；维管植物共24科34属37种，其中草本14科24属26种，木本10科11属11种。2.苔藓植物多样性指数表现为：重度石漠化阶段>中度石漠化>轻度石漠化>极重度石漠化>无石漠化；其均匀度为中度石漠化阶段>轻度石漠化>重度石漠化>极重度石漠化>无石漠化；维管植物多样性指数表现为：无石漠化>轻度石漠化>中度石漠化>重度石漠化>极重度石漠化，均匀度表现为：无石漠化>轻度石漠化>中度石漠化>重度石漠化>极重度石漠化。3.随着石漠化等级的加深，苔藓生活型特征可敏感指示石漠化区域的环境变化，维管植物中地面芽植物在各石漠化阶段占比最高。 苔藓和草本覆盖下的土壤总氮比灌木和乔木下土壤总氮更容易流失。苔藓层下土壤中总磷含量大于草本、灌木和乔木的土壤中的总磷，但维管植物（草本、灌木和乔木）土壤中的有效磷远远大于苔藓土壤中的有效磷。苔藓植物在土壤中释放和转化钾能力大于草本、灌木或乔木。RDA分析发现多疣细羽藓 Cyrto-hypnum pygmaeum、小青藓Brachythecium perminusculum、美灰藓Eurohypnum leptothallum、双色真藓Bryum dichotomum等更容易适应石漠化环境并且他们能有效地保持土壤肥力。可以把他们作为石漠化地区生态恢复的先锋植物。维管植物的多样性和土壤化学性质受石漠化环境影响明显。然而，苔藓受影响较小，因此可考虑将苔藓作为石漠化修复物种。 综合对美灰藓，多疣细羽藓,小青藓,双色真藓等四种苔藓研究发现，不同藓类持水保水差异显著（P<0.05），1.其生物量最小的是多疣细羽藓，为22.71 g·m-2，最高的美灰藓，为34.83 g?m-2；饱和吸水量最低的是多疣细羽藓，为150.01±2.43 g?m-2，最高的是美灰藓，为563.86±2.59 g?m-2；饱和吸水率最低的是多疣细羽藓，为660.78±3.46%；最高的是美灰藓，为1627.82±4.68%。2.在0～30 h内藓类植物的蒸发速率呈下降趋势，到30 h左右蒸发速率逐渐趋近于0 g?(kg·h)-1，双色真藓的水分更容易丧失，美灰藓水分较其他藓类不易丧失。3.抗冲刷能力与其假根根长密度、根重密度、生物量存在显著正相关关系(r<0.05)，美灰藓在各组冲刷实验中表现出较强的抗冲刷性，可以有效地减少土壤流失。4.四种苔藓均可有效提高被培养土壤酶活性，苔藓层生物量、抗冲刷强化值、假根根系密度与土壤脱氢酶、脲酶呈正相关关系。美灰藓可较迅速改善土壤质量。

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