石羊河流域中下游荒漠河岸植被受损与水土因子关系研究

摘要

石羊河流域中下游位于干旱荒漠区，河岸带植被破坏、生物多样性下降，区域生态系统和生态过程受到严重影响。本文运用传统生态学和地统计学方法，对石羊河流域中下游常年流水、季节性流水和常年断流河段距河道500m范围内的荒漠河岸植被、土壤和水文状况进行实地调查，结合所得数据和相关资料的分析结果，以空间变化代替时间过程的方法，从河流水文过程完整性丧失的过程角度，探讨了石羊河中下游不同时空尺度上的植被特征和水文、土壤变化之间的耦合关系，阐明了植被受损与水文、土壤因子间的相互影响关系。为石羊河中下游河岸植被重建和生态系统的修复提供了理论依据和建议。初步研究结论如下:
　　 (1)石羊河流域中下游荒漠河岸植被受人为影响较大，河岸植被类型在时空尺度上变化梯度明显。垂直河岸向远离河道的方向上，植被型依次为沼泽、盐化或荒漠草甸，落叶阔叶灌丛，落叶阔叶林，温带荒漠草原植被。落叶阔叶林均为人工河岸防护林，仅常年流水区长势较好，在季节性流水和常年断流区河岸林衰败枯死或缺失。研究区有木本植物15种，草本植物45种;石羊河流域中下游优势植物种群为荒漠植物类群，出现频度较高的优势种有:沙蒿、柽柳、骆驼蓬、白刺等。在河流水文过程逐渐消失的过程中，植被相似指数逐渐降低，常年流水区和季节性流水、常年断流区分别为0.51、0.42，季节性流水和常年断流区为0.50，植被覆盖度下降，物种丰富度降低，植物群落结构趋于简单。
　　 (2)研究区近代水文过程演化主要为人类活动所主导，各河段地表径流量呈显著下降趋势，但自2000年有小幅回升，地下水位受地质地貌、河流补给和人类干扰的影响作用差异较大。各河段地下水位埋深和土壤含水量有不同程度的差异性。常年流水区平均地下水位埋深较浅，季节性流水区地下水位埋深波动范围最大，常年流水区的土壤含水量明显高于其他河段的土壤含水量。随着水文过程的消失，土壤含水量大体上呈减小趋势。随着地表水、地下水和土壤水等水因子条件的变化，河岸植被发生与之相适应的演替:典型草甸→盐化草甸，河岸乔木林→灌木荒漠→一年生草本。
　　 (3)石羊河中下游荒漠河岸土壤在水文过程丧失过程中，在该区特殊地质、地貌、气候等自然条件综合作用下呈现退化趋势，土壤水养分条件恶化，但是常年断流区土壤较季节性流水区的土壤有所改善。在这一过程中，植被盖度，丰富度以及物种多样性变化与相应的水土因子特征变化基本保持一致，土壤含水量与植被盖度有线性相关关系，水因子在很大程度上决定了该区植被状况，在一定程度上影响土壤的物质组成，植被与土壤则是相互反馈制约的关系，共同主导生态环境的退化或修复进程。
　　 (4)河岸植被丰富的生态服务功能对修复区域生态系统具有重要意义，河岸植被对土壤的改良作用是修复受损植被和生态环境的开端。总结以往生态保护建设的经验教训，针对研究区植被受损原因，提出以下生态恢复建议:加大教育投资力度，提高生态保护意识，经济发展以不牺牲生态环境为前提;控制地下水开采，加强流域管理，合理分配全流域水资源，增加生态用水份额;实施人工辅助封育，最大限度地减少植被自然更新和恢复过程中的人为干扰，量现有自然承载力而为，逐渐修复受损荒漠河岸生态系统。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 技术路线

1．4 论文结构

第二章 研究区概况

2．1 研究区自然概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地质地貌

2．1．3 气候

2．1．4 土壤

2．1．5 水文

2．1．6 植被

2．2 研究区社会经济状况

第三章 研究内容和方法

3．1 主要研究内容

3．2 研究方法

3．2．1 植被特征调查分析

3．2．2 水文要素特征调查分析

3．2．3 土壤特征调查分析

第四章 石羊河中下游荒漠河岸植被状况

4．1 物种组成

4．2 石羊河中下游河岸植被丰富度变化

4．3 石羊河中下游河岸植被优势种特征

4．4 石羊河中下游河岸植被多样性变化

4．5 本章小结

第五章 石羊河中下游荒漠河岸水文状况与植被特征变化

5．1 石羊河中下游地表水空间变化与植被特征变化

5．2 地下水位变化与植被群落分布特征

5．3 不同河段土壤含水量变化与植被特征变化

5．4 本章小结

第六章 石羊河中下游荒漠河岸土壤状况及其与植被的关系

6．1 石羊河中下游土壤类型

6．2 不同河段土壤理化性质变化与植被受损关系

6．3 土壤水溶性盐分组成

6．4 土壤特征与河岸植被的关系

6．5 本章小结

第七章 结论与讨论

参考文献

在读期间的学术研究

致谢