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休牧对川西北退化草地生态恢复的效用研究

作　者: 刘忠义
导　师: 干友民
学　校: 四川农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 退牧还草休牧物种多样性经济类群土壤微生物种子库
分类号: S812.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

为了防止草地的进一步退化和恢复已退化的草地,我国政府于2002年提出“退牧还草”工程,2003年正式在西部开始实施。截至到2007年8月,共完成四个年度的“退牧还草”工程。随着“退牧还草”工程的进行和深入,对“退牧还草”工程所带来的生态效益、社会效益和经济效益的研究具有重要的现实意义。本研究针对川西北“退牧还草”工程休牧区草地进行了一系列深入的研究。为“退牧还草”工程的深入进行提供理论依据。研究结果表明:1“退牧还草”工程休牧区草地群落的物种丰富度随休牧年限的增加表现出单峰曲线的变化趋势;草地群落的Shannon-Wiener多样性指数随休牧年限的增加而减小,由休牧一年的3.224,下降到休牧四年的3.045,达到差异显著水平;草地群落的Pielou均匀度指数随休牧年限的增加而减小,由休牧一年的0.958下降到休牧四年的0.903,达到差异极显著水平;对草地群落的Simpson多样性指数和Simpson均匀度指数的研究得到相同变化规律,进一步证实本研究结果的可靠性。2“退牧还草”工程休牧区草地群落经济类群的研究结果表明,通过休牧作用,草地群落中各经济类群变化较大的依次为莎草科植物、有毒有害植物和杂类草类,禾本科植物和豆科植物在川西北草地所占的比重较小,其变化对群落的影响也较小。莎草科植物比重随休牧年限的增加而增加,从休牧一年的21.83%增加到休牧四年的55.13%,达到差异显著水平;有毒有害植物比重从休牧一年的49.37%下降到休牧四年的27.10%,达到显著差异水平;杂类草类植物比重由休牧一年的27.53%下降到休牧四年的11.14%,达到差异极显著水平。草地群落内各经济类群比重变化表明,草地群落内可食性牧草的比重增加,群落结构逐步优化。3“退牧还草”工程休牧区群落现存量的空间分布研究表明,休牧区草地群落地上现存量都大于对照;地上部分的0～15cm层比重随休牧年限的增加而下降,休牧的第一个生长季为56.75%,第二个生长季为16.57%,下降幅度较大;15～30cm和30cm两层比重随休牧年限的增加而增加,15～30cm层现存量比重随由休牧一年的21.89%增加到休牧四年的81.53%;地下部分,0～5cm层现存量占样方总地下现存量的比重随着休牧年限的增加而下降,由休牧一年的91.26%下降到休牧四年的73.56%;而5～10和10～15cm层现存量占样方总地下现存量的比重随着休牧年限的增加而逐渐增加,分别由休牧一年的6%和2.47%增加到休牧四年的21%和5.64%。休牧促进草地群落的高度增加和根系向土壤的深层发展。4“退牧还草”工程休牧区草地土壤含水量的研究结果表明,坡地休牧区草地土壤含水量除休牧二年的样地小于对照外,其余各样地休牧区土壤含水量均大于对照区,休牧区与对照区的比值最大达2.224;平地,休牧一年和休牧二年的样地土壤含水量小于对照样地,而休牧三年和休牧四年的样地土壤含水量大于对照样地。土壤含水量变化复杂的是因其受外界因素的影响较大,但是,作为草地恢复的一个重要和直观的衡量指标,草地土壤含水量的变化值得进行系统和深入的研究。5“退牧还草”工程休牧区内草地土壤微生物数量与休牧年限的相关性较小,一方面因为土壤内微生物数量受多种影响因素,另一方面由于在微生物分离的过程中,受分离条件和分离方法的限制,不能完全分离出土壤中的微生物,因此,土壤微生物数量作为衡量退化草地恢复的因子准确性较差。川西北高原受气候、土壤和太阳紫外线照射的影响,相对于平原地区,土壤微生物的数量和活跃度较小也增加了对土壤微生物研究的难度。6除休牧三年的样地外,休牧区样地的土壤种子发芽数量大于对照区,休牧区多年生种子库数量最大可达900个/m~2(10cm土层内),而对照区最大值为500个/m~2(10cm土层内)。说明“退牧还草”工程休牧对草地土壤种子库的恢复有一定的作用,用土壤种子库作为衡量退化草地恢复效果的因子是完全有效的,而且,如果采用萌发和物理分离相结合的方法对土壤中的种子进行分离和鉴定,准确性会更高。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
前言  10
1 立题背景  10-12
  1.1 中国和川西北草地概况与退化情况  10-11
  1.2 "退牧还草"工程的提出和实施情况  11
  1.3 "退牧还草"工程的效益  11-12
2 研究依据的理论及其研究进展  12-17
  2.1 生态恢复理论  12-14
    2.1.1 恢复生态学  12-13
    2.1.2 恢复生态学的国外研究概况  13
    2.1.3 国内恢复生态学的研究概况  13-14
  2.2 物种多样性理论  14-15
    2.2.1 物种多样性的概念  14
    2.2.2 物种多样性的实质  14
    2.2.3 物种多样性的研究方法  14-15
  2.3 演替理论  15-17
    2.3.1 群落演替的概念和分类  15
    2.3.2 群落演替的理论和假说  15-16
    2.3.3 演替的机制  16-17
3 研究指标的选择及研究意义  17-18
  3.1 群落物种多样性的研究意义  17
  3.2 群落经济类群的研究意义  17
  3.3 群落现存量的空间分布的研究意义  17-18
  3.4 退化草地土壤含水量的研究意义  18
  3.5 土壤微生物的研究意义  18
  3.6 土壤种子库的研究意义  18
4 研究区的概况  18-20
  4.1 自然概况  18-19
  4.2 草地资源概况及草地退化情况  19
  4.3 退牧还草工程的实施情况  19
  4.4 生态建设存在的问题  19-20
5 研究的技术路线  20-21
6 试验设计与测定方法  21-24
  6.1 试验设计  21
  6.2 测定方法  21-24
    6.2.1 群落多样性的测定方法  21-22
    6.2.2 群落经济类群的测定方法  22
    6.2.3 群落现存量的空间分布测定方法  22-23
    6.2.4 土壤相对含水量测定方法  23
    6.2.5 土壤微生物的测定方法  23
    6.2.6 土壤种子库的测定方法  23-24
7 结果与分析  24-41
  7.1 群落物种多样性研究的结果与分析  24-30
    7.1.1 群落物种构成  24
    7.1.2 群落的物种丰富度分析  24-25
    7.1.3 群落的Shannon-Wiener多样性分析  25-28
    7.1.4 不同休牧年限草地群落的Pielou均匀度变化研究  28-29
    7.1.5 几种多样性指数的对比分析  29-30
  7.2 群落经济类群的研究结果与分析  30-34
    7.2.1 不同休牧年限植物经济类群的变化研究  30-31
    7.2.2 各植物经济类群的变化研究  31-34
  7.3 群落现存量的空间分布研究的结果与分析  34-37
    7.3.1 不同休牧年限草地群落地上现存量的变化研究  34-35
    7.3.2 草地植物群落地上部分的空间分层分布研究  35-36
    7.3.3 草地群落地下现存量的分层分布研究  36
    7.3.4 地上现存量和地下现存量的相关关系  36-37
  7.4 土壤相对含水量研究的结果与分析  37
  7.5 土壤微生物的研究结果与分析  37-40
    7.5.1 草地土壤中三大微生物的数量和比例研究  37-38
    7.5.2 土壤中真菌的变化情况  38-39
    7.5.3 土壤中细菌的变化情况  39
    7.5.4 土壤中放线菌数量的研究  39-40
  7.6 土壤种子库的研究结果与分析  40-41
8 讨论  41-43
9 结论  43-45
参考文献:  45-52
致谢  52-53
攻读学位期间发表的论文  53-54
附图  54

休牧对川西北退化草地生态恢复的效用研究

内容摘要

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