刺槐林草本层物种多样性的动态变化特征

为探究不同退耕年限刺槐林草本层物种多样性与地上生物量的动态变化特征及其主要影响因子,采用时空替代法,以子长市不同退耕年限(5、20、40 a)刺槐林为研究对象,不同退耕年限(5、20、40 a)撂荒地为对照样地,分析该区域刺槐林草本层的物种多样性和地上生物量变化特征及其与土壤因子的相互关系。结果表明:不同退耕年限刺槐林和撂荒地的草本层物种多样性和地上生物量均呈现出较大差异,物种多样性整体呈现出优势多数种属于少数科,弱势少数种属于多数科的变化特征,以耐旱、耐贫瘠的菊科、禾本科和豆科植物(铁杆蒿、长芒草、达乌里胡枝子等)为优势种;撂荒地和刺槐林的地上生物量整体上随着退耕年限的增加而持续增加,刺槐林草本层比撂荒地草本层具有更大的地上生产力。冗余分析表明:刺槐林草本层的物种多样性指数与地上生物量呈负相关关系(P<0.05);土壤全钾、全磷、粉粒和黏粒含量与草本层物种多样性呈正相关关系(P<0.05);土壤容重、土壤水分与草本层地上生物量呈正相关关系(P<0.05),说明它们是影响草本层物种多样性和地上生物量变化的主导因子。

不同退耕类型土壤-植被系统耦合协调关系评价

基于对研究区6种退耕类型的植被调查和土壤样品的采集与分析,建立了7个土壤因子和5个植被因子的指标评价体系,采用熵权法确定各因子权重,构建了6种退耕类型的土壤-植被耦合协调度模型。结果表明:经过20年的植被恢复,不同退耕类型处在不同程度的失调衰退类型下。整体上,侧柏+油松(梯田)和侧柏+油松+刺槐+榆树具有较高的土壤指数、植被指数、土壤-植被系统耦合度和耦合协调度。表现为侧柏+油松(梯田)>侧柏+油松+刺槐+榆树>单种灌木(柠条和沙棘)>单种乔木(刺槐和侧柏)。多树种混交和梯田改造模式的土壤植被系统的综合生态效应优于其他退耕类型,单种灌木和乔木的土壤改良效果较差。多树种混交模式以及梯田改造能够改善研究区土壤-植被系统失调的局面,发挥更大的生态效益,促进黄土丘陵沟壑区土壤-植被生态系统的协调可持续发展。