喀斯特植被恢复模式定位观测及生态功能协同演变机制研究

科技成果来源：河池科技成果库;
地区：广西-河池;
成果名称：喀斯特植被恢复模式定位观测及生态功能协同演变机制研究
推荐部门：河池市科学技术局
第一完成单位：中国科学院亚热带农业生态研究所
主要完成单位：中国科学院亚热带农业生态研究所,湖南省农业生物技术研究所
主要完成人员：杜虎,刘璐,刘梅先,邓正苗,杨斌,简燕,张 芳,韩 畅,苏 樑
科技成果登记号：2022F112J003543
登记日期：20220610
成果简介：
一、课题来源与背景1.课题来源：“喀斯特植被恢复模式定位观测及生态功能协同演变机制研究”(桂科AB17129009)由广西科技厅下达，中国科学院亚热带农业生态研究所和湖南省农业生物技术研究所承担，实施时间2017年7月至2020年12月。2.课题背景：广西喀斯特区域占全区面积的37.8%，占南方喀斯特面积的17%，其地质背景条件差，生态环境恶劣，一直是我国生态治理的重点和难点，由此实施了一系列石漠化治理恢复植被的生态工程。喀斯特植被恢复与重建的成效如何，关系到石漠化治理后续政策实施及管理措施的落实，因此，进行科学的效益评价刻不容缓。本研究是针对广西喀斯特植被恢复生态功能评价而开展的应用基础研究。二、研究目的与意义针对喀斯特峰丛洼地生态治理从遏制石漠化面积扩张为主转向提升生态服务为主的新阶段所面临的植被恢复综合效益低、技术模式可持续性差、土壤生态功能恢复滞后等问题，构建喀斯特植被恢复过程长期定位观测体系，分析植被恢复过程生物、环境及生态功能变化规律，揭示植被、土壤、生态功能间的耦合关系，综合评价植被恢复模式生态经济效益，优化可持续发展模式，为进一步调整石漠化地区的植被恢复模式及功能优化提供依据。三、主要论点与论据1.构建了中亚热带喀斯特植被恢复长期定位观测体系。本项目在环江构建了喀斯特植被恢复长期定位观测系统，包括人工林、灌木林、次生林、原生林200m×40m样地各1块，7种退耕还林还草模式样方21块，土地利用方式样地6块，演替阶段群落样方24块。2.初步揭示了不同植被类型群落结构、多样性特征，探讨了不同恢复阶段、演替序列植被、土壤演变规律。本项目研究表明，人工林群落多样性明显低于自然恢复群落，自然恢复群落多样性均表现为原生林>次生林>人工林，人工造林应丰富其物种多样性，而对自然恢复的灌木林则应该通过人工措施改善其群落结构，以促进生物量的提升。土壤C、N、P及化学计量比受退耕模式、退耕年限和土层深度的影响，且存在一定的交互作用，退耕模式影响大于退耕年限；植物多样性（Simpson指数）和土壤氮磷比是影响土壤细菌群落的重要因素，磷是喀斯特退耕还林地区细菌群落的限制因素；土壤微生物生物C和N含量随植被恢复逐步增加。3.初步评估了喀斯特森林生态系统耗水特征、碳汇功能。本项目研究表明，喀斯特森林植被耗水以浅层水为主，当浅层土壤水欠缺时，植物可以利用深层水；喀斯特森林净生态系统碳交换量、生态系统呼吸和总生态系统生产力均值分别为2.279±0.101 t C•ha1•yr1、11.30±0.998 t C•ha1•yr1和13.58±1.095 t C•ha1•yr1。4.项目发表论文22篇，其中SCI论文9篇，申请专利3项。四、创见与创新本项目通过构建喀斯特不同恢复模式、演替序列、土地利用方式长期定位观测体系，开展了系列样地植被群落结构、多样性和土壤常规养分、土壤微生物性状的调查，探讨了植被、土壤演变规律，开展了生物多样性和生态系统功能及生态经济效益评估，为喀斯特生态系统长期定位监测及生态功能评价搭建了平台，提供了监测研究范式。五、社会经济效益和存在问题本项目属于基础研究，不涉及到直接的、具体的经济效益。
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