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作为生态系统重要组成部分的植被,对生态环境的调节具有非常重要的作用。多年的科学实践表明,虽然植被恢复在不同程度上能使退化的生态系统得到一些良好的发展,但是在黄土高原上却出现了“年年种草不见草,年年造林不见林”等现象,出现该种现象的主要原因是植被特征与土壤性状两者之间的相互作用关系研究相对薄弱。因此,开展黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复演替与环境因子尤其是土壤因子的关系研究,对真正落实国家实施退耕还林(草)政策以及对改善生态环境都具有重要意义。 本研究利用生态学常用的时空互代方法,通过对不同恢复方式和不同退耕年限下的植物群落演替与环境因子的关系研究,获得研究结果如下: l、研究区退耕地自然恢复的植被演替,依次经历茵陈蒿群落-杂类草-狗尾草群落-长芒草群落-铁杆蒿群落-茭蒿群落。并且随着演替时间的延长,Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数均符合S型曲线,而Shannon-wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均表现为对数函数变化规律;物种的多度分布格局大致从几何级数分布发展为对数正态分布;群落的盖度有逐渐增大趋势。 2、在植物群落演替过程中,各个土层深度的土壤水分含量随着演蓄的进行均呈上升趋势,而变异量却呈下降趋势;在不同群落之间,茭蒿群落含水量最大,长芒草群落最小,茵陈蒿、狗尾草和铁杆蒿群落居中;在地形方面上,阳坡含水量低于阴坡的,半阴坡(半阳坡)含水量居中,坡度大的含水量低于坡度小的,海拔高的含水量低于海拔低的。 3、随着退耕年限的增长,0-20cm表层土壤中的养分如有机质、全N、有效N(碱解N)、速效K含量等都呈增加趋势,但全P、速效P和速效K增加的不显著,而土壤 pH值却呈下降趋势;且土壤有机质与全N和有效N呈极显著相关,pH值与有机质、全N和有效N同样也极显著相关,其他养分元素的相关显著性不明显。 4、通过对退耕地物种格局(变异)和环境因子的典范对应分析,结果表明:有效 N、0-l00cm土壤平均含水量、退耕年限和植被群落盖度对植被变化解释量达到极显著水平,有机质、总N和pH值对植被变化解释量达到显著水平,而全P、速效P、速效 K和地形因子对植被变化的影响差别并不显著;0-l00cm土壤平均含水量、退耕年限和群落植被盖度这三个因素是退耕地植被变化的显著影响因子,与植被变化密切,且对土壤性质响应明显。 总之,在黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程中,随着退耕年限的增加,土壤养分均呈增加趋势,而pH值呈现下降趋势,即随着演替的进行土壤的肥力有加强的趋势。土壤水分、土壤有机质、全N和有效N等是影响退耕地植物群落分布及其特征的重要环境因子。总的来说,土壤水分还是处于亏缺状态,土壤肥力也处于较低水平尤其是土壤P元素。鉴于黄土高原干旱少雨的气候特征,加上黄土母质缺磷的特点,建议黄土丘陵沟壑区退耕地的植被恢复应以自然恢复为主,在土壤环境条件允许的情况下,可以适度施用P肥,以加速植被的恢复进程。