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晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化

李梁 张建军 陈宝强 冯换成

李梁, 张建军, 陈宝强, 冯换成. 晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(10): 78-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170185
引用本文: 李梁, 张建军, 陈宝强, 冯换成. 晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(10): 78-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170185
LI Liang, ZHANG Jian-jun, CHEN Bao-qiang, FENG Huan-cheng. Changes of vegetation community characteristics in closed small watershed of the Loess Plateau in western Shanxi Province, northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(10): 78-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170185
Citation: LI Liang, ZHANG Jian-jun, CHEN Bao-qiang, FENG Huan-cheng. Changes of vegetation community characteristics in closed small watershed of the Loess Plateau in western Shanxi Province, northern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(10): 78-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170185

晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170185
基金项目: 

“十二五”国家科技支撑计划项目 2015BAD07B02

详细信息
    作者简介:

    李梁。主要研究方向:困难立地植被恢复。Email: li_liang15@bjfu.edu.cn  地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院

    责任作者:

    张建军,教授,博士生导师。主要研究方向:水土保持与森林水文。Email: zhangjianjun@bjfu.edu.cn   地址:同上

  • 中图分类号: S718.5;Q948.1

Changes of vegetation community characteristics in closed small watershed of the Loess Plateau in western Shanxi Province, northern China

  • 摘要: 对晋西黄土高原封山育林小流域内植被覆盖度、群落木本植物组成及群落α多样性变化进行研究,为黄土高原地区仿拟自然植被的恢复与构建提供相应的理论依据和技术支撑。于2016年7—8月,以山西吉县蔡家川流域内实施封山育林35年的柳沟小流域为调查对象,采用样线与样方相结合的调查方法,对阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁顶、沟底6种不同生境的植被状况进行了调查,并与1996年(封禁15年)、2007年(封禁26年)在柳沟小流域相同生境的调查数据进行对比,研究封山育林小流域随封育时间的延长植被覆盖度、群落木本植物组成、群落α多样性的动态变化规律。结果表明:1)小流域封禁15、26、35年时总体覆盖度分别达到77.5%、89.1%和93.6%,封禁26年时小流域已形成森林植被,到封禁35年时各生境的植被恢复较好,流域已基本郁闭;封禁26年后流域总体覆盖度的年增长率放缓,其中阳坡、梁峁顶覆盖度年均增长率减慢,半阴坡、阴坡的覆盖度增长速率仍在增加。2)封禁35年时半阳坡、半阴坡、梁峁顶由旱中生灌木群落向中生性乔灌群落演替,阳坡由旱中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,阴坡由喜阴的中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,沟底由旱中生乔灌群落向中生性灌木群落、湿中生乔灌群落演替。3)到小流域封禁35年,除阳坡外各生境的物种多样性呈现单峰变化,除阳坡外各生境的均匀度指数逐渐上升,生态优势度、物种丰富度波动变化。目前各生境群落处于中期演替阶段,物种分布更为均匀,结构更加稳定,在晋西黄土区封山育林是形成可持续森林植被的最好方法。

     

  • 图  1  调查区地理位置

    Figure  1.  Survey area location

    图  2  半阳坡木本植物种主要组成变化

    Figure  2.  Changes in the main composition of woody plant species on semi-sunny slope

    图  3  阳坡木本植物种主要组成变化

    Figure  3.  Changes in the main composition of woody plant species on sunny slope

    图  4  半阴坡木本植物种主要组成变化

    Figure  4.  Changes in the main composition of woody plant species on semi-shady slope

    图  5  阴坡木本植物种主要组成变化

    Figure  5.  Changes in the main composition of woody plant species on shady slope

    图  6  梁峁顶木本植物种主要组成变化

    Figure  6.  Changes in the main composition of woody plant species on hilltop

    图  7  沟底木本植物种主要组成变化

    Figure  7.  Changes in the main composition of woody plant species on ditch sole

    图  8  不同生境群落α多样性指数变化

    Figure  8.  Changes of α diversity index in different habitats

    表  1  不同生境数据调查基本情况

    Table  1.   Basic situation of data survey table in different habitats

    生境类型
    Habitat type
    样线长度Sample line length/m 样地数量Sample plot number 坡度范围
    Slope range/(°)
    海拔范围
    Altitude range/m
    1996 2007 2016 1996 2007 2016
    半阳坡 Semi-sunny slope 320 310 330 9 9 8 34.5~60.3 991.5~1 043.0
    阳坡 Sunny slope 310 350 340 8 8 8 37.9~62.4 982.5~1 052.0
    半阴坡 Semi-shady slope 430 400 410 12 13 13 34.7~61.5 993.2~1 067.3
    阴坡 Shady slope 400 380 390 12 13 13 35.9~60.3 997.1~1 065.0
    梁峁顶 Hilltop 1 090 1 050 1 080 8 6 6 3.6~10.1 1 158.3~1 160.5
    沟底 Ditch sole 2 180 2 160 2 150 5 5 6 2.1~4.8 980.2~983.6
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    表  2  不同生境群落覆盖度变化情况

    Table  2.   Changes of community coverage in different habitats

    生境类型
    Habitat type
    覆盖度 Coverage/% 年平均增长率 Average annual growth rate/%
    1996 2007 2016 1996—2007 2007—2016
    半阳坡 Semi-sunny slope 84.6a 88.5a 92.1a 0.41 0.44
    阳坡 Sunny slope 50.7b 85.7b 91.5a 4.89 0.73
    半阴坡 Semi-shady slope 85.7a 88.2a 92.3a 0.26 0.51
    阴坡 Shady slope 89.6c 90.3c 93.4a 0.07 0.38
    梁峁顶 Hilltop 72.7d 83.7d 92.8a 1.29 1.15
    沟底 Ditch sole 81.9e 98.2e 99.2b 1.66 0.11
    总体 Overall 77.5 89.1 93.6 1.27 0.54
    注:同一列不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。Note: different small letters in the same column mean significant difference(P < 0.05).
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    表  3  不同生境群落的建群种变化

    Table  3.   Changes of constructive species in different habitats

    生境类型
    Habitat type
    建群种 Constructive species
    1996 2007 2016
    半阳坡 Semi-sunny slope 侧柏 Platycladus orientalis 刺槐 Robinia pseudoacacia 杜梨 Pyrus betulifolia
    阳坡 Sunny slope 侧柏 Platycladus orientalis 大果榆 Ulmus macrocarpa 大果榆 Ulmus macrocarpa
    半阴坡 Semi-shady slope 山杨 Populus davidiana 大果榆 Ulmus macrocarpa 侧柏 Platycladus orientalis
    阴坡 Shady slope 山杨 Populus davidiana 辽东栎 Populus davidiana 辽东栎 Populus davidiana
    梁峁顶 Hilltop 侧柏 Platycladus orientalis 杜梨 Pyrus betulifolia 杜梨 Pyrus betulifolia
    沟底 Ditch sole 旱柳 Populus davidiana 杜梨 Pyrus betulifolia 杜梨 Pyrus betulifolia
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    表  4  不同生境群落的优势种变化

    Table  4.   Changes of dominant species in different habitats

    生境类型
    Habitat type
    优势种 Dominant species
    1996 2007 2016
    半阳坡 Semi-sunny slope 虎榛子 Populus davidiana 刺槐 Robinia pseudoacacia 杜梨 Pyrus betulifolia
    黄刺玫 Populus davidiana 杜梨 Pyrus betulifolia 大果榆 Ulmus macrocarpa
    阳坡 Sunny slope 侧柏 Platycladus orientalis 大果榆 Ulmus macrocarpa 北京丁香 Populus davidiana
    刺槐 Robinia pseudoacacia 北京丁香 Populus davidiana 大果榆 Ulmus macrocarpa
    半阴坡 Semi-shady slope 虎榛子 Populus davidiana 北京丁香 Populus davidiana 北京丁香 Populus davidiana
    黄刺玫 Populus davidiana 胡枝子 Lespedeza bicolor 侧柏 Platycladus orientalis
    阴坡 Shady slope 山杨 Populus davidiana 辽东栎 Populus davidiana 辽东栎 Populus davidiana
    虎榛子 Populus davidiana 侧柏 Platycladus orientalis 平枝栒子 Cotoneaster horizontalis
    梁峁顶 Hilltop 中国沙棘 Hippophae rhamnoides subsp.sinensis 刺槐 Robinia pseudoacacia 刺槐Robinia pseudoacacia
    黄刺玫 Populus davidiana 杜梨 Pyrus betulifolia 杜梨 Pyrus betulifolia
    沟底 Ditch sole 旱柳 Populus davidiana 绣线菊 Spiraea salicifolia 蒿柳 Salix viminalis
    平枝栒子 Cotoneaster horizontalis 连翘 Forsythia suspensa 连翘 Forsythia suspensa
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-22
  • 修回日期:  2017-06-27
  • 刊出日期:  2017-10-01

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