| 题名 | 河岸带植被及其空间配置的土壤环境效应与恢复管理对策 |
| 作者 | 郭二辉 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈利顶 |
| 关键词 | 温榆河 河岸带 植被配置结构 土壤环境效应 河岸带恢复与管理 Wenyu River riparian system riparian vegetation pattern soil environmental effect riparian restoration and management |
| 其他题名 | Effects of riparian vegetation and its spatial configuration on soil environments and recovery management measures |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 河岸植被带是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带，也是一个敏 感和脆弱的生态区域。由于受河道周边人类活动的干扰，河岸带的植被类型及生 态系统均发生了巨大的变化。河岸带植被的类型及其结构配置的变化会对区域的 生态环境带来一系列的影响。目前国内外对于河岸带生态系统的研究还相对比较 缺乏，本论文以位于北京地区的温榆河河岸带为研究对象，通过土壤理化性质分 析和植被调查，采用数理统计、GIS 空间插值和问卷调查的方法，研究了河岸带 的植被类型及其空间配置结构的土壤环境效应，并结合周边居民对于河岸带生态 服务功能和河流生态系统恢复的认知程度，取得了以下主要结论： 1.通过分析河岸带7 种植被类型对土壤有机碳固定和全氮含量及其空间分布特征的影响，研究发现河岸带不同植被类型对土壤有机碳和全氮的影响主要表现在表层土壤，尤其是在0-5 cm 土层，而对5 cm 以下土层的影响相对较小。河岸带不同植被类型上土壤全氮和有机碳含量的空间分布特征具有显著性的差异。随着土层深度的增加，土壤的全氮和有机碳整体上呈现出下降的趋势，但不同植被类型下其垂直变化规律存在较大差异，如自然草地、退耕撂荒地和林地的土壤有机碳、全氮含量随土层深度而降低的速率要明显高于农田生态系统。在0-30 cm土壤剖面内，土壤有机碳平均含量从高到低依次为：杨树林、自然草地、梨树果园、火炬树林地、退耕撂荒地、玉米地、黄豆地；土壤全氮的平均含量从高到低 依次为：自然草地、杨树林、梨树果园、火炬树林地、退耕撂荒地、玉米地、黄 豆地。 2. 通过对北京市温榆河河岸的7 种植被类型的非点源磷流失的源-汇进行识别，定量评价了不同植被类型下的非点源磷流失的风险。研究发现，河岸带的梨树果园、黄豆地和玉米地具有较高的磷流失风险，而河岸的荒草地和林地的非点源磷流失风险则相对的较低。在0-5 cm 的土层，非点源磷流失的风险大小依次为: 梨树果园 (1.86)、黄豆地 (0.55)、玉米地(0.39)、杨树林地(0.31)、人工的草坪 (0.30)、撂荒的荒草地 (0.30) 和火炬树林草地(0.17)。在5-10 cm 土层，磷流失的风险大小依次为：梨树果园 (1.03)、黄豆地 (0.35)、玉米地 (0.21)、人工草坪 (0.15)、撂荒荒草地 (0.15)、杨树林地 (0.14) 和火炬树林草地 (0.09)。河岸的火炬树林地的磷流失风险要低于河岸的杨树林地，这与火炬树林地具有相对较低的种植密度有很大的关系。因此，应该采取有效的措施加强对河岸的梨树果园、黄豆地和玉米地的管理。 3. 研究发现，河岸植被的结构异质性可以显著影响土壤养分在河岸断面上的空间分布特征及其流失风险。本文选择了六个河岸带植被结构类型，从河漫滩到河道的梯度上依次为： （1）自然草地；（2）农田；（3）林地-农田；（4）林地-荒草地；（5）农田-荒草地，(6)草坪-荒草地。对于单一农田河岸带（植被 结构2）和河岸的林地-农田（植被结构3），从河漫滩到河道的环境梯度上土壤 全氮、全磷、有效氮、有效磷和土壤有机质均呈现逐步降低的趋势。而对于自然 草地河岸类型（植被结构1），从河漫滩到河道的环境梯度上，土壤全氮、全磷、有效氮和土壤有机质均呈现出逐步升高的趋势。而荒草地河岸类型的有效磷在河岸断面上并没有明显的变化规律。对于林地-草地河岸带（植被结构4），从河漫滩到河道的环境梯度上，土壤全氮、全磷、有效氮、有效磷和土壤有机质在河岸断面上均呈现出波动或比较平缓的变化趋势。对于农田-荒草地河岸带植被配置模式（从河漫滩到河道环境梯度上），研究结果表明荒草地的土壤全氮、全磷、有效氮、有效磷和土壤有机质含量均要高于农田生态系统，而农田的土壤容重则要高于荒草地的平均容重。结果表明，处于下坡的荒草地可以起到固定和截留来自河岸断面上坡区域流失的土壤养分。同时，结果也发现对于人工草坪-荒草地河岸植被配置结构，荒草区域的平均全氮、全磷、有效氮、有效磷和土壤有机质含量都要高于人工草坪的含量，但是只有全氮的差别具有显著性。河岸带植被结构的异质性也可以显著影响到土壤养分的平均含量和平均容重的大小。河岸的农田具有最低的土壤养分含量和最高的土壤容重。本研究表明，探讨合适的植被配置模式可以起到控制土壤的养分流失的作用。 4. 河流周边居民及其职业差异对于河岸植被带的生态服务认知及其河岸管理措施的偏爱均有所不同。河流周边的居民对于河岸植被带的生态服务功能的认知比例从高到低依次为：控制土壤侵蚀（71.07%）、净化污染物质（55.37%）、 调控洪涝灾害（52.89%）、景观美学功能（44.63%）、休闲娱乐功能（39.67%）和提供生物的栖息地（28.10%）。河岸带周边不同职业群体对于河岸植被缓冲带的各项生态服务功能的认知情况也有所不同。周边居民对于林地类型缓冲带的偏好最大(51%)，对于草地类型的植被缓冲带的选择只有17%，而对于种植农田的选择有32%。在河堤类型选择方面，研究表明有42%的参与者支持自然的土质河堤类型，37%的参与者支持石头垒砌的河堤类型，而支持混凝土硬化的河堤类型的只有21%。 不同的职业群体对于不同河堤类型的偏好也有所不同。对于河道的形状和河 床的物质组成，结果表明除了商人外，其他的职业群体均赞成自然弯曲的河道类 型，而对于人工的顺直河道支持的程度相对较低。大部分河流周边居民都赞成自 然的河床，赞成的比例达到77%。而赞成硬化的河床结构的只有23%。同时也 发现有55%的参与者同意捐款去恢复自然的河流生态系统，剩下的45%的参与 者选择了不支持的态度。对于不愿意捐款对河流生态系统进行恢复的原因，许多 居民都认为对河流生态系统进行恢复主要是政府的责任（62%）。 |
| 公开日期 | 2014-08-06 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7612]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭二辉. 河岸带植被及其空间配置的土壤环境效应与恢复管理对策[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
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