论文部分内容阅读
岩质边坡植被恢复的关键问题是植被一基质系统的构建及其演替。本文通过香港岩质边坡植被恢复工程坡面的定位观测、实地调查,以及东莞坡面建植试验,研究了岩质边坡人工植被群落演替和基质理化性状演变动态;在此基础上通过植物间植盆栽试验,研究了间植植物对养分吸收和对基质理化性状的影响,进一步揭示了不同植物对基质微生态环境的影响及其相互作用机理。主要研究结果如下: 1.岩质边坡植被一基质系统的形成初期,白三叶与狗牙根、巴哈雀稗、大翼豆、蟛蜞菊、一年生黑麦草间植时竞争力弱,苗期就被淘汰。狗牙根、巴哈雀稗前期生长迅速,快速覆盖坡面保持水土,为植被恢复创造了基本条件。由于冬季枯黄退化,狗牙根、巴哈雀稗主要作为岩质边坡植被恢复的先锋植物。蟛蜞菊和大翼豆在la内能互利共生成为优势种。 2.岩质边坡植被建植1 a后,以狗牙根+巴哈雀稗+蟛蜞菊为主配置的植物组合,坡面演替为以蟛蜞菊为优势种的植物群落。以狗牙根+巴哈雀稗+蟛蜞菊+大翼豆为主配置的植物组合,坡面则演替成以蟛蜞菊为优势种、大翼豆为亚优势种的植物群落。群落形成的1-6 a内,蟛蜞菊优势度呈增长趋势;随着时间的推移,蟛蜞菊优势度下降,而大翼豆优势度上升。周边植物成功入侵,人工建植的植物种类减少,而群落总的植物种类增加。植被演替特点可用植物群落α多样性生态指数表征,具体表现为Patrick丰富度指数、物种多样性指数、Shannon-wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Hill(N1)多样性指数、Pielou均匀度指数提高,而生态优势度下降。说明蟛蜞菊可以与合适的植物同处,至少在建植的10 a内不会因化感作用而造成生态危机。 3.型框喷播技术构建的型框具有保持基质和水分的作用,更有利于坡面植物的生长,时间越久,其优势越明显。不同基质建植的坡面,植物盖度、密度、生物量有差异。但随着时间推移,差异不再明显。 4.岩质边坡人工构建的植被-基质系统,随着时间的推移,基质厚度减小,与采用的建植技术和建植年限有关。型框喷播技术构建的系统稳固,能抑制基质厚度变薄。建植年限较久的坡面,其基层厚度减小的幅度相对较小。基质的硬度与建植年限也有关。建植年限短的坡面基质硬度较大,建植年限长的坡面基质硬度较小。两种基质种植植物后pH升高而趋于中性。硬度与pH的演变使基质更适合植物生长。基质有机质含量、全氮、全磷、全钾含量随着建植年限的增加降低,而种植大翼豆的坡面有效氮含量显著提高。 5.植物间植能够提高基质微生物多样性和改变根围细菌群落结构组成。塑料膜隔处理种植狗牙根的土壤细菌、放线菌菌落数显著低于大翼豆和柱花草,植物组合中以狗牙根/大翼豆影响最为突出,其次是狗牙根/柱花草组合。Biolog微平板分析结果说明,塑料膜隔处理种植狗牙根的基质微生物均匀度和AWCD值也显著低于大翼豆,基质微生物类群具有较大的差异,说明种植大翼豆不仅能提高碳源利用能力和微生物多样性,同时对间植植物基质微生物多样性也有促进作用。主成分分析和聚类分析表明,种植大翼豆与种植狗牙根的基质微生物群落功能存在差异,种植蟛蜞菊与种植柱花草的基质微生物群落功能存在差异。无膜隔处理种植两种不同植物的基质微生物类群差异较小,其群落结构比较相近,而塑料膜隔处理种植两种不同植物的基质微生物群落差异大,进一步说明了植物间根系相互接触和水分、养分的相互交流,可提高微生物多样性和土壤生态肥力,对于养分平衡和植被持久性具有重要作用。 6.种植大翼豆和柱花草的基质pH值、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性高于狗牙根和蟛蜞菊。无膜隔处理种植植物的根系、水分、养分的交流促进基质酸性磷酸酶、脲酶与蔗糖酶活性提高,提高了基质养分的有效性、生物学活性强度和肥力。间植植物地下部的交流能促进植物对氮、磷、钾养分的吸收,有利于植物-基质系统的养分循环与利用,提高了土壤的营养生态效应。 本文的研究结果为植被-基质系统的构建及维护提供了重要的科学依据。