沪宁高铁沿线句容境内废弃宕口植被恢复的调查研究

1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果沪宁高铁沿线句容境内废弃宕口植被恢复的调查研究宕口是由人类活动对自然山体进行有目的的开发，如采石、挖砂后所废弃的荒山坡地与洼地1。废弃宕口作为一种遭受严重人为破坏的土地类型，其土壤的理化性质发生了巨大改变，宕口上的植被种类及数量都较周围未被破坏的土壤要少很多。由于植物在废弃宕口的自然定居过程极其缓慢，为了加速废弃宕口的植被恢复，开展人工修复，特别是根据宕口的具体条件，利用一定的技术措施开展人工修复工作，则是十分必要的2。句容区位优势明显，沪宁高铁横穿境内，文化与生态旅游是其经济发展的亮点。废弃宕口的产生，不仅严重破坏了当地森林资源和自然景观，还由于宕口几乎没有挡土墙等防止水土流失的措施，大多也未进行复垦绿化，造成水土流失、滑坡、河道堵塞等生态问题。可见，为了有效遏制宕口对城乡环境的不利影响和破坏，有效规划管理宕口环境和采取植被恢复措施已迫在眉睫。然而，对于废弃宕口植被恢复工程的进行，植被自然演替规律是非常重要的第一手资料3，特别是物种多样性对生态系统的稳

2、定和功能的发挥有积极作用4-5。笔者选取横山西部宕口、东二宕口、横山东部宕口和东一宕口为研究对象，对其近年来人工恢复植被状况以及土壤理化性质进行研究，并为句容废弃宕口植被恢复的进一步实施提供参考。1 背景介绍 研究区概况研究区位于江苏省句容市境内，笔者选取横山西部宕口、东二宕口、横山东部宕口和东一宕口为研究对象。研究区属于北亚热带湿润气候区，四季分明，雨水充沛、集中，日照充足。全年平均气温 16.，最热月平均温度 ，最冷月平均温度-2.，年平均降水量001 100 mm，夏季多雨，冬春干旱，无霜期37d，每年6月下旬到 月中旬为梅雨季节。属于江南平原丘陵区，由宁镇山脉和太湖沿岸丘陵组成，为江苏省北亚热带地区，土壤类型为发育在各种岩石基质上的黄棕壤6。宕口基本情况横山西部宕口地表土壤具有一定土层厚度，但土壤表面多为碎石碴等尾矿。通过削坡、客土复垦等措施改善土壤状况后，种植麻栎、刺槐等。目前形成的植被群落中，乔木层主要有麻栎、枫杨联盟、刺槐及人工种植的水杉。林下灌木主要有女贞、构骨、枫杨幼苗、胡颓子等。草本层主要有络石、老鸦瓣Baker.）、延胡索等，藤本植物有菝葜。山地路旁、林缘及其他部

3、分空地上种植的狗牙根Pers）、三叶草等，不仅减少了绿地水分的蒸发，同时保持了地温的均衡性。东二宕口坡面内地形起伏不大，稍加平整坡面、填客土后，种植构树、刺槐、刚竹等。目前植被几乎分布于整个山体，生长状况良好，形成了除采石造成的较陡坡以外的明显群落结构，乔木层树种较单一，以灌木和草本居多。乔木层主要有刺槐、构树、广玉兰等。林下灌木主要有金樱子、胡颓子、五叶木通、野蔷薇等。草本植物以集群形式分布在坡面凹陷或稍缓有土壤聚集处7，主要有络石、猪殃殃Rchb）、华东唐松草、梓木草等。横山东部宕口地表土壤状况较差，主要通过削坡、添加客土修整坡面。坡面上植被分层明显，种类较单一，地被物不多。乔木层主要有朴树、构树、椴树等。间或有少量灌木植物斑块状分布在立地条件较好的区域，包括女贞、黄连木幼苗、卫矛等。草本层主要有络石、二月兰等，还有少许藤本植物。东一宕口为石灰岩石型宕口，采取人工措施对宕口露岩局部喷浆播种复绿，通过水泵将河水提升到山顶，浇灌喷浆的区域使草种得以生长。目前形成的植被群落结构较明显，植被生长状况良好。乔木层主要有朴树、构树、杉木Hook.）等。林下灌木有长势良好的乡土树种臭椿幼苗和野蔷

4、薇等。草本植物有二月兰和老鸦瓣等。研究方法 样地设置根据宕口的实际面积，设置面积为20 m20 m、10 m10 m等不同类型的样方。对于20 m20 m的样方，把大样方划分为4个10 m10 m的样方，再在每个10 m10 m的样方中4个角落划出mm的样方。灌木按mm的小样方进行调查，草本在每个mm样方中划出1个1 m1 m的样方进行调查；对于10 m10 m的样方，直接在此样方内调查乔灌木，然后再设置4个1 m1 m的样方进行草本调查。最后统一换算成20 m20 m标准面积样方。植被群落调查及土壤样品采集记录树高 m的乔木种名、胸径、树高、冠幅、枝下高，同时记录林下更新树种的幼苗和伴生灌木的种名、高度、胸径等。该研究中灌木层指所有高度符合 mH的植株；幼苗或幼树指高度H土壤剖面单点分层取样。取样地点选择在能代表整个宕口土壤的地点，不取路边或肥堆旁的土壤。每层进行多点取样，均匀混合，使土样有代表性。每个点垂直挖土壤剖面至60 cm处，分别在020 cm、2040 cm、4060 cm用土壤环刀取样，每层均匀采集土壤样品1 000 g作为土壤养分含量测定的样品。将采集到的土壤样品带回实

5、验室风干后过筛，进行各项指标的测定。植被调查指标的选定重要性。重要值=/3。多样性。Margalef丰富度指数：Ma=/lnN；Simpson 多样性指数：D=1-Si=1Pi2；Shannon-Wiener多样性指数：H=-Si=1PilnPi；Pielou 均匀度指数：Jsw=H/lnS。式中，H为Shannon-Wiener指数；S为样方内物种总数；N为全部植物个体数总和；Pi为第i种植物个体数占全部植物总数的百分比。数据处理试验数据采用EXCEL、SPSS统计软件处理。结果与分析 土壤理化性质分析土壤容重。研究表明，宕口B、C和D随着土层的加深，土壤容重大致呈现增大趋势。而宕口A中土壤容重呈现低-高-低的变化趋势，由于在采石过程中，尾泥持续排入低洼地，水分不断蒸发和下渗，在自然条件长期影响下，上层土壤的孔隙度大而疏松，土壤容重小；随着尾泥逐渐转入下层，孔隙度小而紧实，土壤密度增大；在土层4060 cm处，容重又变小了。在废弃宕口，由于废弃矿石不断风化，不同层次土壤容重呈现波动趋势是正常情况。图14处宕口土壤容重表14处宕口不同土层厚度土壤化学性质宕口名称土层厚度cmpH有机质g

6、/kg全氮g/kg全磷mg/kg有效磷mg/kg速效钾mg/kg表2不同土层厚度土壤化学性质方差分析注：*为差异极显著，*为差异显著。土壤pH。研究表明，不同宕口和不同土层厚度的土壤pH差异极显著，而地点和土层交互影响下土壤pH没有显著差异。大体上随土壤深度的加深，土壤pH减小。4处宕口pH介于，平均为.40，土壤呈偏碱性。 . 土壤有机质。由表1可知，4处宕口各层土壤之间有机质含量都呈现明显规律。土壤上层有机质含量最高，2040 cm土层次之，底土层最低。这可能是随着土壤加深，枯落物和腐殖质层对土壤的影响减弱，深层土壤的理化性质主要受母质层影响，化学形质比较稳定。各林分土壤有机质含量BDCA。由表2可知，不同宕口和不同土层厚度的土壤有机质差异极显著，而地点和土层交互影响下土壤有机质没有显著差异。土壤全氮。研究表明，4处宕口各层土壤之间全氮含量都呈现明显规律。全氮含量的变化趋势与有机质含量的变化相吻合。不同宕口和不同土层厚度的土壤全氮差异极显著，而地点和土层交互影响下土壤全氮没有显著差异。土壤全磷。研究表明，不同宕口和不同土层厚度的土壤全磷差异极显著，而地点和土层相互影响下土壤全磷没有

7、显著差异。4处宕口随着土壤深度的增加，土壤磷素含量逐渐降低，这可能是由于土壤生物的富集迁移导致磷素不断向表层富积所致。土壤有效磷。由表1可知，4处宕口各层土壤之间有效磷含量都呈现明显规律。土壤上层有效磷含量最高，2040 cm土层次之，底土层最低，这可能是因为部分组织凋落于地面和地下部分根系死亡直接留存于土壤之中，使土壤上层养分较富集。由表2可知，不同宕口和不同土层厚度的土壤有效磷差异极显著，而地点和土层交互影响下土壤有效磷没有显著差异。土壤速效钾。研究表明，不同宕口和不同土层厚度的土壤速效钾差异极显著，而地点和土层交互影响下土壤速效钾没有显著差异。大体上，4处宕口表层土壤速效钾高于中层和底层。植物多样性分析4处宕口植物群落优势树种组成分析。重要值是一项综合指标，其大小可反映物种在整个群落中的地位和作用，其值一般介于0300之间。以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要值。林下植被生长情况是林分环境的综合体现，植被的优势种能反映生境的基本特征9。由表36得出，4处宕口乔木层的优势种分别为麻栎、构树、构树和朴树，其重要值分别为、和。4处宕口乔木层植物优势度均超出同宕口其他植物，主要是因为

8、麻栎、构树和朴树的成熟植株较高，当其生长起来以后，逐渐对其他植物产生一定的荫蔽，从而使被荫蔽植物的生长受到影响。4处宕口灌木层的优势种分别为构骨、野蔷薇、野蔷薇和臭椿幼苗，其重要值分别为 1、和。在D宕口中，由于臭椿幼苗是乡土树种，对当地环境适应能力强，易成活，因此，相比其他3处宕口灌木层优势种有一定优势度。表3横山西部宕口乔木层和灌木层树种的重要值序号植物种名重要值植物种名重要值1麻栎构骨 12刺槐 枫杨幼苗3水杉小蜡4黄檀女贞5枫杨胡颓子注：只列出重要值前5位的植物种类。表4东二宕口乔木层和灌木层树种的重要值序号植物种名重要值植物种名重要值1构树野蔷薇2刺槐绣球绣线菊3紫叶李 1 金樱子4广玉兰紫穗槐5泡桐胡颓子注：只列出重要值前5位的植物种类。表5横山东部宕口乔木层和灌木层树种的重要值序号植物种名重要值植物种名重要值1构树野蔷薇2朴树女贞3椴树竹叶椒4樟树黄连木5青桐卫矛注：只列出重要值前5位的植物种类。表6东一宕口乔木层和灌木层树种的重要值序号植物种名重要值植物种名重要值1朴树臭椿幼苗2杉木野蔷薇3构树构骨4苦楝紫穗槐5小叶青冈石楠注：只列出重要值前5位的植物种类。安徽农业科学XX年4处宕口物种丰富度分析。Margalef丰富度指数是指在一定大小的样方中的物种数目，它是基于物种存在与否，不考虑种间个体数量，忽略富集种和稀疏种对群落多样性贡献的差异10。由图2可知，A宕口和C宕口乔木层Margalef丰富度指数明显高于灌木层，反映了这两宕口乔木层树种较灌木层丰富。由于木本层植物树龄较小，植被恢复还处于初期阶段。B宕口灌木层Margalef丰富度指数高于乔木层，反映了此宕口灌木层树种较乔木层丰富，呈现良好恢复状态。宕口D乔灌木层Margalef丰富度指数差异不明显，说明D宕口物种均匀化程度较为一致，群落处于植被建植中。图24处宕口物种丰富度4处宕口植物多样性分析。物种多样性指数相对于物种丰富度是一项能更加全面反映多样性的指标，物种多样性指数是把物种数、个体数、分布特性等信息结合起来的一个统计量，能定量反映林分中物种的丰富度、变化程度及均匀性11。4处宕口植物多样性指数见表7。表74处宕口植物多样性指数宕口名称植物SimpsonShannon-WienerPielou横山西部宕口乔木灌木东二宕口乔木灌木横山东部宕口乔木灌木东一宕口乔木灌木S

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