论文部分内容阅读
我国北方半干旱地区,高速公路石质边坡因不具备植被生长所需的土壤环境,缺乏植物生长所需的营养元素,植被存活是困扰该地区生态植被恢复的难题。因此研究我国半干旱地区土壤植被关系,成为恢复生态学领域的研究热点。本文以地处山东省中部半干旱区的京沪高速公路(G2)济南至莱芜段高速公路部分路堑石质边坡客土喷播生态护坡试验工程为例,选取典型研究路段对边坡客土养分含量与植被生长状况进行4年的连续监测试验。分析了济莱高速典型路段土壤的营养元素年际及季节变化及坡面植被恢复特征,最终探讨土壤与植被恢复的关系。通过研究得出以下基本结论:
不同的客土养分各种养分的季节变化特征相似,均呈现出先下降后升高的趋势,在汛期前到汛期不断下降,汛期之后随着淋失作用减弱和植被根系吸收养分的下降,土壤中各种养分含量逐渐上升。各种养分均在生态护坡之后的第1年内下降最快,其中有机质与有效磷在第2年至第4年衰减速度逐渐下降,而碱解氮与速效钾含量在第3年达到最低,到第4年开始不再下降逐渐稳定。通过应用相关分析法,研究有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的衰减的拟合关系吗,发现生态护坡养分的衰减方程的相关系数大于0.8,说明生态护坡土壤养分在衰减期的模拟效果较为理想,由于养分的恢复期较长,建议继续实施动态监测,才能更好地表征客土养分的恢复特性。
根据各样地物种组成重要值大小,可以将济青高速南线济莱段的生态护坡植被群落结构类型依次按风化灰岩边坡(1＃边坡)、花岗岩边坡(2＃边坡)和土石边坡(3＃边坡)三种类型划分为:1＃边坡为高羊茅+紫花苜蓿群落；2＃边坡阳坡为高羊茅+狗尾草群落,阴坡为高羊茅+紫花苜蓿群落；3＃边坡阳坡为刺槐+狗尾草群落,阳坡为高羊茅+沙打旺群落。且优势种群的空间格局以聚集分布为主。随着植物对环境的适应性提高,边坡植被多样性指数呈现出逐年上升的,边坡植被群落的稳定性不断提高,边坡植被演替由外来型物种向乡土型物种演替。研究区域内边坡植被演替方向为以草本植物为主的植被类型向草本植物和灌木植物相结合的综合植被类型演替。
在生态护坡初期:土壤养分和植被恢复是此消彼长的关系,观察物种的多样性指数与土壤养分指标的回归关系发现,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾与辛普森多样性指数、丰富度指数呈负相关。植被对土壤养分是净消耗,植被的正反馈作用,对土壤养分的补偿作用还没有得到体现。
论文的研究可为半干旱区石质边坡生态恢复实践中优化土壤配置和植物配方提供理论参考,具有一定的实践价值。并为我国其他地区的生态植被恢复提供可借鉴的参考依据。