蘇 嫄,焦菊英,王志杰,杜華棟
(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,陜西 楊凌712100;2.中國(guó)科學(xué)院 水利部水土保持研究所,陜西 楊凌712100;3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所,陜西 楊凌712100)
陜北黃土丘陵溝壑區(qū)由于降水稀少、氣候干旱,加之長(zhǎng)期的過(guò)度農(nóng)耕和肆意放牧,導(dǎo)致自然植被遭到嚴(yán)重破壞,土壤侵蝕極為嚴(yán)重[1],成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一,生態(tài)系統(tǒng)亟待修復(fù)[2-3]。植被作為重要的生態(tài)因子,是防止生態(tài)退化的物質(zhì)基礎(chǔ)[4],也是控制水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的有效措施和保證,在自然生態(tài)環(huán)境中占有極其重要的地位[5]。因此,植被恢復(fù)是黃土高原遏制土地退化,促進(jìn)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵因素和有效途徑[6-8]。
幼苗庫(kù)(seedling bank)是指一定面積的樣地中小于某一高度的所有植物幼苗的總和[9],是植被群落的一部分,也是植被恢復(fù)演替的基礎(chǔ)。幼苗庫(kù)中的幼苗通常會(huì)通過(guò)參與植被群落的自然更新來(lái)影響群落中成年植物的分布和豐富度,以及地上植被群落的組成、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)變化和物種多樣性維持[10-11]??梢?jiàn),幼苗庫(kù)是植被動(dòng)態(tài)的重要制約因素,影響著生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力和恢復(fù)能力,對(duì)植物物種和群落的恢復(fù)與保護(hù)具有重要作用。因此,研究幼苗庫(kù)特征及其影響因素,在一定程度上可為人為干擾植被的恢復(fù)提供理論依據(jù),對(duì)黃土高原的植被重建具有一定的指導(dǎo)意義。
目前對(duì)幼苗庫(kù)已有大量研究并取得了重要進(jìn)展,主要集中在幼苗更新特性及影響因子[12-14]、幼苗種群特征與分布格局[15]、幼苗庫(kù)與種子庫(kù)的關(guān)系[9]、幼苗建植[16-17]以及幼苗與自然植被的關(guān)系[18]等方面。但這些研究往往是一種定性的描述或是靜態(tài)的定量比較,關(guān)于幼苗庫(kù)特征的動(dòng)態(tài)變化研究還比較少,而這又是研究幼苗更新能力急需解決的問(wèn)題。為此,本研究通過(guò)對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)典型小流域自然恢復(fù)坡面5種侵蝕環(huán)境下的15個(gè)樣地進(jìn)行定點(diǎn)跟蹤觀測(cè),分析不同侵蝕環(huán)境下幼苗庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化特征,探討影響幼苗存活的關(guān)鍵影響因子,以期為黃土丘陵溝壑區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
研究區(qū)位于黃土丘陵溝壑區(qū)的典型區(qū)安塞縣紙坊溝和宋家溝流域。安塞縣(105°51′44″—109°26′18″E,36°22′40″—36°32′16″N),海拔997~1 731 m,南北長(zhǎng)92 k m,東西寬36 k m,土地總面積2 950.2 k m2,境內(nèi)地形復(fù)雜,梁峁連綿,溝壑縱橫。屬暖溫帶半干旱氣候區(qū),年平均降水量500 mm左右,降雨多集中在7—9月份,占全年降雨總量的63%,多以暴雨形式出現(xiàn),易造成水土流失[19],土壤類(lèi)型主要是黃綿土,土質(zhì)疏松,抗蝕抗沖性差,水土流失嚴(yán)重,耕作層養(yǎng)分含量少,土地貧瘠[20]。在植被分區(qū)上屬暖溫帶森林草原帶,區(qū)內(nèi)植被破壞嚴(yán)重,天然森林較少,覆蓋率為17.7%[21],人工林以刺槐(Robinia psendoacacia)、小葉楊(Popul us si monii)等為主,灌叢主要有檸條(Car agana Korshinskii)和沙棘(Hip pophae r hamnoides)等人工灌叢以及黃刺玫(Rosa xanthina)、虎榛子(Ostr yopsis davidiana)和狼牙刺(Sophor a viciif olia)等天然灌叢[22],草本植物群落主要為豬毛蒿(Artemisia scoparia)、鐵桿蒿(Artemisia g melinii)、茭蒿(Artemisia gir al dii)、長(zhǎng)芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochloa ischaemu m)、大針茅(Stipa gr andis)、達(dá)烏里胡枝子(Lespedeza daurica)等[23]。
1.2.1 樣地選擇與采樣 于2011年10月在安塞縣紙坊溝和宋家溝流域選擇3個(gè)具有代表性的自然恢復(fù)梁峁(紙坊溝1個(gè),宋家溝2個(gè)),按陽(yáng)溝坡、陽(yáng)峁坡、峁頂、陰峁坡、陰溝坡5種不同的侵蝕環(huán)境選擇調(diào)查樣地(50 m×50 m)(圖1),每種環(huán)境設(shè)3個(gè)重復(fù),共選擇固定樣地15個(gè),每個(gè)樣地設(shè)置3個(gè)2 m×2 m的重復(fù)大樣方(共45個(gè)),并在大樣方內(nèi)按對(duì)角線設(shè)置3個(gè)50 c m×50 c m的小樣方(共135個(gè)),對(duì)小樣方的幼苗庫(kù)特征進(jìn)行逐月跟蹤調(diào)查同時(shí)進(jìn)行土壤水分測(cè)定。于2012年8月份調(diào)查樣地的基本情況(表1),包括海拔、坡度、地上植被的蓋度、群落類(lèi)型等,調(diào)查樣地的養(yǎng)分及水分含量詳見(jiàn)表2。
幼苗庫(kù)跟蹤調(diào)查于2012年4—11月份的月初進(jìn)行,每月一次。幼苗庫(kù)調(diào)查中詳細(xì)記錄幼苗的物種組成、數(shù)量、高度、生長(zhǎng)狀況以及死亡情況等。為區(qū)分不同調(diào)查時(shí)間幼苗存活與萌發(fā)的個(gè)數(shù),調(diào)查時(shí)用不同顏色的牙簽對(duì)各月幼苗進(jìn)行標(biāo)記。
土壤水分測(cè)定采用土鉆法,每個(gè)樣方設(shè)置3個(gè)重復(fù),取樣深度為60 c m,第1層為0—5 c m,以后每隔10 c m一層,共7層,分別取樣測(cè)定,采用烘干法求其土壤含水量,計(jì)算公式為:土壤含水量=(土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量)/土壤干質(zhì)量×100%。
2012年安塞降雨資料由中國(guó)科學(xué)院安塞水土保持綜合試驗(yàn)站提供。
1.2.2 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù),并用SPSS 17.0軟件對(duì)不同侵蝕環(huán)境間的幼苗物種數(shù)、幼苗密度、物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA)和LSD檢驗(yàn),對(duì)土壤水分、土壤養(yǎng)分、降雨量與幼苗庫(kù)特征的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)分析(Bivariate Correlate),顯著水平為p<0.05。
Shannon-wiener多樣性指數(shù)[24]:
Mar galef豐富度指數(shù):Dma=(S-1)/l n N
式中:Pi——第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例;S——物種總數(shù);N——所有物種個(gè)體總數(shù)。
圖1 樣地分布狀況圖2 不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種數(shù)動(dòng)態(tài)變化
表1 樣地基本情況
表2 不同侵蝕環(huán)境下土壤養(yǎng)分與水分含量
15個(gè)樣地4—11月份共鑒定出幼苗52個(gè)物種,隸屬23科,其中菊科(Compositae)、豆科(Legu-minoseae)和禾本科(Gr a mineae)這3科的物種占所有物種的50%以上。生長(zhǎng)型表現(xiàn)為多年生草本最多(29種),占到總物種的56%,一兩年生草本次之(16種),占31%,灌木(5種),占10%,喬木、藤本最少,各1種,分別僅占2%。
不同侵蝕環(huán)境下的幼苗物種組成存在差異(表3)。在陽(yáng)溝坡,年內(nèi)共記錄幼苗29種,其中阿爾泰狗娃花 (11.71%)、菊 葉 委 陵菜 (30.05%)、豬毛 蒿(16.84%)3個(gè)物種的幼苗占到該侵蝕環(huán)境下幼苗總數(shù)的一半以上;陽(yáng)梁峁坡上共記錄34個(gè)物種,菊葉委陵菜(24.55%)、長(zhǎng)芒草(13.38%)、陰行草(11.73%)、豬毛蒿(10.30%)4個(gè)物種占幼苗總數(shù)的60%左右;峁頂上共記錄了35個(gè)物種,其中臭蒿(23.79%)、豬毛蒿(21.71%)、達(dá)烏里胡枝子(15.93%)這3個(gè)物種所占比例較大;在陰梁峁坡共有46個(gè)物種,獐牙菜(19.20%)、鐵桿蒿(13.92%)、山苦荬(9.78%)、陰行草(9.40%)4個(gè)物種占幼苗總數(shù)的一半以上;陰溝坡的幼苗物種較多,共記錄47種,其中異葉敗醬(15.34%)、長(zhǎng)芒草(14.28%)、山苦荬(11.83%)、野菊花(8.18%)、鐵桿蒿(5.99%)這4個(gè)物種所占幼苗總數(shù)的比例較高。對(duì)不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種數(shù)進(jìn)行單因素方差分析得出:陰峁坡和陰溝坡與陽(yáng)峁坡差異顯著(p<0.05),與陽(yáng)溝坡差異極顯著(p=0.001),峁頂與陽(yáng)溝坡差異顯著(p=0.043),與其他4種侵蝕環(huán)境均無(wú)顯著差異(p>0.05)。對(duì)幼苗物種數(shù)與土壤水分、土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行相關(guān)分析可知,幼苗物種數(shù)與土壤水分含量呈顯著正相關(guān)(R=0.887,p=0.048),與土壤養(yǎng)分雖未達(dá)到顯著相關(guān)水平(p>0.05),但幼苗物種數(shù)隨土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效K含量的增加而增大(R 分別為0.482,0.377,0.513)。另外,地上植被物種組成不同導(dǎo)致不同侵蝕環(huán)境下幼苗庫(kù)物種組成存在差異??梢?jiàn),侵蝕環(huán)境不同,由于土壤水分、養(yǎng)分條件(表2)、地上植被物種組成(表1)不同,幼苗物種數(shù)、物種組成存在很大差異。
不同月份之間,幼苗物種數(shù)變化趨勢(shì)表現(xiàn)為4月初較小,平均物種數(shù)為10,其中菊科5種:山苦荬、豬毛蒿、鐵桿蒿、臭蒿、阿爾泰狗娃花,薔薇科1種:菊葉委陵菜,唇形科1種:香青蘭,禾本科1種:長(zhǎng)芒草,亞麻科1種:亞麻,龍膽科1種:獐牙菜;5月初迅速增大,增加的物種主要有小薊(Cirsium setosum)、牦牛兒苗、火絨草(Leontopodiu m al pinu m)、白羊草、茭蒿等;6月初再次下降,4月、5月份出苗的白羊草、茭蒿、狹葉米口袋、鴉蔥、二裂委陵菜這5個(gè)物種的幼苗全部死亡;7—9月逐漸增大,物種數(shù)達(dá)到高峰,主要有達(dá)烏里胡枝子、斑種草(Bothriosper mu m chinense)、地黃(Rehmannia gl utinosa)、地錦、狗尾草、尖葉胡枝子、豬毛菜(Salsol a collina)等物種不斷出現(xiàn);10月初和11月中旬又有一定的降低,但高于4月初和6月初(圖2)??梢?jiàn),不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種組成年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化明顯(p=0.001),且物種數(shù)呈現(xiàn)出雙峰型動(dòng)態(tài)特征,最大值出現(xiàn)在第二個(gè)峰值處,即9月初。這與2012年安塞降雨量及其在年內(nèi)的分配特點(diǎn)(圖3)密切相關(guān)。
表3 不同侵蝕環(huán)境下幼苗主要物種及其所占幼苗總數(shù)的比例
圖1 樣地分布狀況圖2 不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種數(shù)動(dòng)態(tài)變化
圖3 2012年安塞降雨量動(dòng)態(tài)變化
5種不同侵蝕環(huán)境下幼苗密度動(dòng)態(tài)變化(圖4)表明,不同侵蝕環(huán)境之間的幼苗密度存在差異??傮w上表現(xiàn)為陰峁坡最大,年內(nèi)平均值高達(dá)78個(gè)/m2,與陽(yáng)溝坡(31個(gè)/m2)、陽(yáng)峁坡(46個(gè)/m2)和陰溝坡(48個(gè)/m2)差異極顯著(p<0.01),而與峁頂(74個(gè)/m2)差異不顯著(p=0.796);陽(yáng)溝坡最小且與其他4種侵蝕環(huán)境差異顯著(p<0.05)。這是土壤水分、土壤養(yǎng)分、侵蝕類(lèi)型、侵蝕程度綜合作用的結(jié)果。如陰峁坡不僅土壤水分養(yǎng)分狀況較好,而且侵蝕主要是以面蝕和細(xì)溝侵蝕為主,侵蝕相對(duì)較弱,有利于幼苗生長(zhǎng),故其密度較高。
從不同月份來(lái)看,不同侵蝕環(huán)境下幼苗密度年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化總體上表現(xiàn)為先升后降的趨勢(shì),4月初的幼苗密度較小,之后逐月增大,7月初幼苗密度達(dá)到最大值(但陰峁坡6月初幼苗密度最大),之后又逐月減小,至11月中旬幼苗密度又處于低值且低于4月初。最大值(7月初)與最小值(11月中旬)相差較大,其中,陽(yáng)溝坡相差31個(gè)/m2,陽(yáng)峁坡相差46個(gè)/m2,峁頂相差73個(gè)/m2,陰峁坡相差78個(gè)/m2,陰溝坡相差58個(gè)/m2。說(shuō)明不同侵蝕環(huán)境下幼苗密度具有明顯的月動(dòng)態(tài)變化特征(p=0.005)。由降雨量與幼苗密度的相關(guān)性(表4)可知,幼苗密度與降雨量正相關(guān)系數(shù)較高,且在陽(yáng)溝坡和陰溝坡顯著相關(guān)(p<0.05)??梢?jiàn),幼苗密度年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化特征與研究區(qū)降雨量年內(nèi)分配特點(diǎn)關(guān)系密切。
圖4 不同侵蝕環(huán)境下幼苗密度動(dòng)態(tài)變化
不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)動(dòng)態(tài)變化如圖5所示。不同侵蝕環(huán)境之間,幼苗物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均表現(xiàn)為陰峁坡或陰溝坡>峁頂或陽(yáng)峁坡>陽(yáng)溝坡,其中陰峁坡和陰溝坡與陽(yáng)溝坡差異極顯著(p<0.01),與其他侵蝕環(huán)境之間差異均不顯著(p>0.05)。對(duì)幼苗物種多樣性與土壤水分、養(yǎng)分進(jìn)行相關(guān)分析可知,隨土壤水分、土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效K含量的增加,幼苗物種多樣性和豐富度指數(shù)變大,且與土壤水分呈顯著正相關(guān)(R=0.878,p=0.049)??梢?jiàn),土壤水分、養(yǎng)分對(duì)幼苗物種多樣性有一定的影響。物種多樣性與侵蝕環(huán)境中侵蝕類(lèi)型、侵蝕程度以及地上植被也有關(guān)系。如陽(yáng)溝坡坡面陡峭,植被蓋度低,侵蝕較為嚴(yán)重,以細(xì)溝和淺溝侵蝕為主,該環(huán)境不利于幼苗的生長(zhǎng),幼苗不僅萌發(fā)少,死亡也較為嚴(yán)重,故幼苗物種較為單一。陰坡地上植被物種種類(lèi)較多,能為幼苗萌發(fā)提供豐富的種源,且土壤水分含量高,促進(jìn)了種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng),故幼苗也較為豐富多樣。
從不同月份來(lái)看,不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)都表現(xiàn)為4月初較小,分別變化在0.42~0.64和1.21~1.60之間,5月初有一定的增大,6月初再次降低,隨后呈波動(dòng)性增長(zhǎng),9月初達(dá)到最大值,分別變化在0.68~0.94和2.11~2.97之間,之后又逐漸下降,這與幼苗物種數(shù)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)基本一致。由此可見(jiàn),不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種多樣性和豐富度年內(nèi)變化呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性變化趨勢(shì)(p<0.001),即先波動(dòng)性增大隨后降低。且對(duì)幼苗物種多樣性和豐富度指數(shù)動(dòng)態(tài)變化與降雨量的相關(guān)性進(jìn)行分析(表4)可知,幼苗物種多樣性和豐富度指數(shù)隨降雨量的增加而增加,且多樣性指數(shù)在陰溝坡呈顯著正相關(guān)(p=0.024)。說(shuō)明雨季時(shí)由于降水多,利于種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng),幼苗物種數(shù)增多,多樣性水平較高;而雨季過(guò)后,溫度降低,降雨量減少,不僅不利于種子萌發(fā),還會(huì)導(dǎo)致大量幼苗死亡,致使幼苗物種數(shù)減少,多樣性水平降低。
圖5 不同侵蝕環(huán)境下幼苗物種多樣性和豐富度動(dòng)態(tài)變化
表4 降雨量與幼苗庫(kù)特征動(dòng)態(tài)變化的相關(guān)系數(shù)(n=5)
由幼苗年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化情況可知,不同侵蝕環(huán)境下能夠成功定居的幼苗主要物種存在差異。陽(yáng)溝坡的鐵桿蒿、菊葉委陵菜、豬毛蒿、阿爾泰狗娃花,陽(yáng)峁坡的鐵桿蒿、阿爾泰狗娃花、長(zhǎng)芒草、菊葉委陵菜,峁頂有鐵桿蒿、長(zhǎng)芒草、山苦荬、亞麻、阿爾泰狗娃花,陰峁坡的菊葉委陵菜和陰行草,陰溝坡的鐵桿蒿、長(zhǎng)芒草、阿爾泰狗娃花、抱莖苦荬菜,這些物種的部分幼苗在年內(nèi)經(jīng)過(guò)雨季和初雪后能夠成功定居??梢?jiàn),鐵桿蒿、長(zhǎng)芒草、菊葉委陵菜、阿爾泰狗娃花等物種在土壤侵蝕嚴(yán)重的黃土丘陵溝壑區(qū)易于存活建植,對(duì)地上植被更新和恢復(fù)有一定的作用。
本研究對(duì)峁坡5種不同侵蝕環(huán)境下的幼苗物種組成、幼苗密度、物種多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析,主要得到以下結(jié)論:
(1)15個(gè)樣地4—11月份共調(diào)查幼苗52個(gè)物種,屬23個(gè)科,主要由菊科、豆科和禾本科這3科物種組成。生活型方面,多年生草本最多,其次是一兩年生草本物種,喬灌木及藤本最少。這與許多學(xué)者對(duì)該地區(qū)地上植被的研究結(jié)果基本一致[2,25-26]。不同侵蝕環(huán)境間,從陰溝坡到陰峁坡、峁頂、陽(yáng)峁坡、陽(yáng)溝坡,幼苗物種數(shù)依次減少,且幼苗主要物種及所占幼苗總數(shù)的比例也存在差異。這是土壤水分、土壤養(yǎng)分、地上植被群落組成共同作用的結(jié)果。陰溝坡不僅土壤水分條件好[27-28],土壤養(yǎng)分含量也相對(duì)較高,促進(jìn)了種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng),故幼苗物種數(shù)較大。陽(yáng)溝坡雖然土壤養(yǎng)分含量較高,但光照強(qiáng)烈,地面蒸發(fā)大[29],土壤水分含量較低[27],且植被蓋度低,侵蝕較為嚴(yán)重,導(dǎo)致幼苗大量死亡。不同月份間,幼苗物種數(shù)表現(xiàn)為4月初較小,隨后波動(dòng)性增大,9月初達(dá)到峰值,10月初和11月中旬又有一定程度的降低,但高于4月初和6月初。這種變化主要是受2012年安塞降雨量及其在年內(nèi)的分配的影響,同時(shí)與地下種子庫(kù)中種子量大小和種類(lèi)多少的年際間變化也有一定的關(guān)系。
(2)不同侵蝕環(huán)境間幼苗密度差異明顯,陰峁坡由于土壤養(yǎng)分、水分條件較好,侵蝕相對(duì)較弱,幼苗生長(zhǎng)狀況較好,幼苗密度最大,陽(yáng)溝坡不僅坡面陡峭,土壤水分含量較低[27],且以細(xì)溝和淺溝侵蝕為主,侵蝕嚴(yán)重,不利于幼苗生長(zhǎng),故幼苗密度低。幼苗密度在年內(nèi)隨時(shí)間變化具有明顯的先升后降的特點(diǎn)。這與降水量及其年內(nèi)分配特點(diǎn)關(guān)系密切,根據(jù)2012年安塞的降雨資料,4,5月份降水少,不利于種子的萌發(fā),6,7月份降水逐漸增多幼苗密度達(dá)到最大,7月份之后降水減少,幼苗生長(zhǎng)受到一定的限制,故密度出現(xiàn)下降趨勢(shì)。另外,幼苗密度的動(dòng)態(tài)變化可能與溫度和地上植被也有一定的關(guān)系,4,5月份溫度低,不利于種子的萌發(fā),6—8月份溫度逐漸升高,但有研究表明,適宜的溫度有利于種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)[30],8月份不僅降水少,同時(shí)地上植被生長(zhǎng)旺盛,溫度高,蒸騰作用強(qiáng)[31],競(jìng)爭(zhēng)作用劇烈[30],這些都不利于種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng),導(dǎo)致幼苗密度反而降低。因?yàn)楸狙芯恐形淳蜏囟群偷厣现脖粚?duì)幼苗動(dòng)態(tài)變化的影響作用進(jìn)行具體調(diào)查,這一方面還有待今后進(jìn)一步的研究和探討。
(3)不同侵蝕環(huán)境間幼苗物種多樣性和豐富度均表現(xiàn)為陰溝坡>陰峁坡>峁頂(陽(yáng)峁坡)>陽(yáng)溝坡,與土壤水分含量的變化趨勢(shì)基本一致。可見(jiàn),不同侵蝕環(huán)境間土壤水分與幼苗物種多樣性關(guān)系密切。王凱博等[32]的研究也表明,土壤水分條件較差,植被的物種多樣性降低。其次,土壤養(yǎng)分、侵蝕類(lèi)型、侵蝕程度以及地上植被對(duì)其都有很大的影響。陰溝坡土壤有機(jī)質(zhì)、全N、速效K含量高[29],能促進(jìn)幼苗生長(zhǎng),且地上植被物種種類(lèi)多,可以為幼苗萌發(fā)提供豐富的種源[33]。陰峁坡雖然養(yǎng)分含量稍低于陽(yáng)溝坡,但以面蝕和細(xì)溝侵蝕為主,侵蝕相對(duì)微弱,對(duì)幼苗的破壞作用較小,故陰溝坡和陰峁坡的幼苗物種較為豐富多樣。幼苗物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)與幼苗物種數(shù)相似,即先波動(dòng)性增大,然后減小。這不僅與降雨量的分配特點(diǎn)密切相關(guān),同時(shí)也可能受物種物候期的影響。4—7月份隨著降水的增多,幼苗物種數(shù)逐漸增加,8月、9月份降水減少,光照強(qiáng)烈,蒸騰作用大,土壤水分含量較低,幼苗難以存活,但也有新的物種不斷出現(xiàn),如斑種草、地黃、地錦、狗尾草、獐牙菜、尖葉胡枝子、豬毛菜等,這些物種主要是在雨季出苗,因而幼苗密度較小,物種數(shù)、物種多樣性、豐富度指數(shù)反而增大。至10月初之后,降水進(jìn)一步減少,溫度降低,幼苗不僅萌發(fā)少,甚至有一些物種的幼苗發(fā)生死亡,幼苗物種逐漸變得單一。
(4)本研究中對(duì)不同侵蝕環(huán)境下幼苗庫(kù)特征的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析,并對(duì)其與土壤水分、土壤養(yǎng)分、降雨量、侵蝕類(lèi)型等的關(guān)系以及不同侵蝕環(huán)境下能夠成功定居幼苗的主要物種進(jìn)行了簡(jiǎn)單討論,這是我們今后進(jìn)一步研究黃土丘陵溝壑區(qū)幼苗更新能力以及幼苗對(duì)地上植被恢復(fù)貢獻(xiàn)潛力的前提。但黃土丘陵溝壑區(qū)本身水分缺乏,植被蓋度低,土壤侵蝕嚴(yán)重,影響幼苗存活的環(huán)境因子眾多,而本研究中未探討的其他環(huán)境因子如光照、溫度、地上植被等對(duì)幼苗的影響,還有待今后進(jìn)一步的深入研究,從而探討影響幼苗存活的關(guān)鍵影響因子。
[1] 鄺高明,朱清科,劉中奇,等.黃土丘陵溝壑區(qū)微地形對(duì)土壤水分及生物量的影響[J].水土保持研究,2012,19(3):74-77.
[2] 秦偉,朱清科,劉中奇,等.黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地植被自然演替系列及其植物物種多樣性特征[J].干旱區(qū)研究,2008,25(4):507-513.
[3] 王國(guó)梁,劉國(guó)彬,劉芳,等.黃土溝壑區(qū)植被恢復(fù)過(guò)程中植物群落組成及結(jié)構(gòu)變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(12):2550-2557.
[4] 呂仕洪,向悟生,李先琨,等.紅壤侵蝕區(qū)植被恢復(fù)研究綜述[J].廣西植物,2003,23(1):83-89.
[5] 馬祥華,焦菊英.黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地自然植被恢復(fù)植被特征及其與土壤環(huán)境的關(guān)系[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2005,3(2):15-22.
[6] 朱顯謨.迅速全面恢復(fù)植被是根除河害之本[J].中國(guó)水土保持,1999(10):29-31.
[7] 鄭粉莉.子午嶺林區(qū)植被破壞與恢復(fù)對(duì)土壤演變的影響[J].水土保持通報(bào),1996,16(5):41-44.
[8] 彭少麟.恢復(fù)生態(tài)學(xué)與退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)[J].中國(guó)科學(xué)院院刊,2000,20(3):188-192.
[9] 趙麗婭,李鋒瑞.圍封沙質(zhì)草甸土壤種子庫(kù)與幼苗庫(kù)的特征[J].西北植物學(xué)報(bào),2003,23(10):1725-1730.
[10] Hector G S,Escarre J,Sans F X.Factors that limit the emergence and establish ment of the related aliens Senecio inaequidens and S.pterophorus and the native S.malacitanus in Mediterranean cli mate[J].Canadian Jour nal of Botany,2004,82(9):1346-1355.
[11] 程積民,萬(wàn)惠娥,胡相明.黃土高原草地土壤種子庫(kù)與草地更新[J].土壤學(xué)報(bào),2006,43(4):679-683.
[12] 黃忠良,彭少麟,易俗.影響季風(fēng)常綠闊葉林幼苗定居的主要因素[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào),2001,9(2):123-128.
[13] 崔長(zhǎng)美,王孝安.黃土高原天然柴松純林不同坡位幼苗更新特性研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(4):48-52.
[14] 康冰,王得祥,崔宏安,等.秦嶺山地油松群落更新特征及影響因子[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(7):1659-1667.
[15] 謝佳彥,鄧志平.杭州五云山米櫧種群幼苗大小結(jié)構(gòu)及空間分布格局研究[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(5):35-39.
[16] Tara A,Daniel F.Seedling establishment and life history trade-offs in alpine plants[J].American Jour nal of Botany,2004,91(7):1147-1153.
[17] Matthew A,Brian C.Seedling establish ment shapes the distribution of shade-adapted foresther bs across a topographical moisture gradient[J].Journal of Ecology,2009,97(5):1037-1049.
[18] Jia Y F,Jiao J Y,Wang N.Relationship bet ween Seedling and Mature Vegetation on the Hilly-gullied Loess Plateau[C]∥2010 inter national conference on combating land degradation in agricultural areas,Xi′an,China,2010:1-5.
[19] 王寧,賈艷峰,白文娟,等.黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地土壤種子庫(kù)特征與季節(jié)變化[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2009,18(3):42-52.
[20] 焦峰,溫仲明,王飛,等.黃土丘陵縣域尺度整體景觀格局分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,19(2):167-170.
[21] 張振國(guó),黃建成,焦菊英,等.安塞黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地植物群落土壤抗蝕性分析[J].水土保持研究,2008,15(1):28-31.
[22] 賈燕鋒,焦菊英,張振國(guó),等.黃土丘陵溝壑區(qū)溝沿線邊緣植被特征初步研究[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2007,5(4):39-43.
[23] 焦菊英,馬祥華,白文娟,等.黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地植物群落與土壤環(huán)境因子的對(duì)應(yīng)分析[J].土壤學(xué)報(bào),2005,42(5):744-752.
[24] 馬克平.生物群落多樣性的測(cè)度方法:Ⅰ.α多樣性的測(cè)度方法(上)[J].生物多樣性,1994,2(3):162-168.
[25] 焦菊英,張振國(guó),賈燕鋒,等.陜北丘陵溝壑區(qū)撂荒地自然恢復(fù)植被的組成結(jié)構(gòu)與數(shù)量分類(lèi)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(7):2981-2997.
[26] 楊濤,王得祥,周金星,等.陜北黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地植物群落演替規(guī)律及物種多樣性動(dòng)態(tài)研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,24(5):10-15.
[27] 朱志誠(chéng).黃土高原森林草原的基本特征[J].地理科學(xué),1994,14(2):152-156.
[28] 張瑞,曹華,王云強(qiáng),等.黃土丘陵溝壑區(qū)小流域土壤水分空間變異性及其影響因素[J].水土保持研究,2012,19(5):52-57.
[29] 周萍,劉國(guó)彬,侯喜祿.黃土丘陵區(qū)侵蝕環(huán)境不同坡面及坡位土壤理化特征研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2008,22(1):7-12.
[30] 田媛,李建貴,潘麗萍.梭梭萌生與初期存活的關(guān)鍵影響因素[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(18):4898-4904.
[31] 王紅梅,謝應(yīng)忠,陳來(lái)祥.黃土高原坡地土壤水分動(dòng)態(tài)特征及影響因素[J].寧夏農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,25(4):62-66.
[32] 王凱博,陳美玲,秦娟.子午嶺植被自然演替中植物多樣性變化及其與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系[J].西北植物學(xué)報(bào),2007,27(10):2089-2096.
[33] 陳宇,焦菊英,王寧,等.黃土丘陵區(qū)撂荒地不同侵蝕帶土壤種子庫(kù)特征[J].水土保持研究,2012,19(1):1-5.