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喀斯特石漠化治理草地生态系统结构优化与稳定性提升策略

来源：花匠小妙招时间：2024-12-22 19:05

喀斯特石漠化治理草地生态系统结构优化与稳定性提升策略

【摘要】： 国家发展改革委、自然资源部印发的《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021-2035年)》指出要贯彻山水林田湖草沙一体化保护和修复的绿色发展理念,继续巩固石漠化治理成效和提升草地生态系统整体质量。草地是石漠化治理工程的重要内容,如何提升草地生态系统稳定性对巩固喀斯特石漠化治理和改善区域生态环境具有重大意义。依据地理学、生态学、植物学、生态环境修复等学科理论,针对喀斯特石漠化治理草地生态系统物种结构单一、稳定性评价体系不健全等科学问题。在代表中国南方喀斯特石漠化治理的贵州高原山区,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特为研究区,于2021-2022年,对研究区进行试验样地连续定位监测,对草地生态系统进行样品采集及监测。围绕草地生态系统结构与稳定性的前沿研究,运用单因素方差分析、熵权法、模糊综合评价、相关性分析、冗余分析、回归分析,阐明不同草地生态系统结构特征现状。从结构组成和立地条件构建稳定性评价指标,对稳定性进行评级,分析影响结构和稳定性的主要因素,提出结构优化与稳定性提升策略。 (1)阐明了石漠化治理不同草地生态系统物种组成、多样性、群落生长及冠层结构特征,揭示了不同草地生态系统结构特征差异:在物种组成方面,均为天然草地>单播草地>混播草地;在物种多样性方面,Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均表现为天然草地>单播草地>混播草地;Pielou均匀度指数和Simpson优势度的草地变化趋势在三个研究区差异较大。在群落生长方面,草地生长差异较大,整体以混播草地表现最好。冠层结构方面:草地株高差异较大,其中施秉混播草地(75.5cm)和撒拉溪混播草地(73.67cm)最高,花江单播草地最高(103.17cm);盖度均为单播草地最大(施秉:93.3%;撒拉溪:92.3%;花江:78.3%);地上生物量均以混播草地最高(施秉:449.32g/m~2;撒拉溪:267.46g/m~2;花江:448.67g/m~2),生态系统结构总体以混播草地表现最好。这可为石漠化治理后的草地生态系统结构研究提供参考。 (2)构建了石漠化治理草地生态系统稳定性评价体系,揭示了不同草地生态系统的稳定性等级及现状。基于结构和立地条件指标,运用熵权法和模糊综合评价方法,结果表明混播草地和天然草地生态系统稳定性在施秉和撒拉溪研究区中最好:施秉处于稳定(I)等级,隶属度为0.16290和0.13247,撒拉溪处于较稳定(II)等级,隶属度为0.13356和0.13914。单播草地生态系统稳定性等级最差:施秉处于较差(IV)等级,隶属度为0.14109,撒拉溪处于一般(III)等级,隶属度为0.15023。花江研究区生态系统稳定性表现为混播草地为较稳定(II)等级(隶属度:0.19034)>单播草地为一般(III)等级(隶属度:0.16539)>天然草地为差(V)等级(隶属度:0.12807)。稳定性总体表现为混播草地>天然草地>单播草地,进一步完善了石漠化治理草地生态系统稳定性评价,可为喀斯特石漠化治理草地生态系统稳定性策略制定提供数据支持。 (3)探讨了石漠化治理草地生态系统结构与稳定性的影响因素,提出了草地生态系统结构优化和稳定性提升策略。生态系统结构方面,结构受自身影响:叶面积、茎粗、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Simpson优势度是影响结构的主要因素;也受立地条件影响:结合相关性和冗余分析结果,土壤TP、海拔、坡度是影响生态系统结构的主要因素。生态系统稳定性方面,结合因子贡献度与回归分析结果,地形因素是影响三种草地生态系统稳定性的主控因子。此外,天然草地的物种多样性、单播草地和混播草地的土壤理化性质等因素直接改变生态系统过程,并且草地生态系统受人为干扰强度越高,其稳定性越差。综上所述,石漠化治理不同类型草地生态系统结构优化策略是优化牧草种植结构、改善土壤理化性质;稳定性提升策略是人为调控和分类优化。这有助于提升当地草地生态系统的生产力、增强草地生态系统的稳定性,促进喀斯特地区社会经济可持续发展。

【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2024