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国家水土保持生态修复云南大姚试点工程效益监测研究——生物群落与生态环境分析

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昆明理工大学学位论文原创性声明及使用授权的说明

第一章前言

1.1水土保持生态修复

1.1.1水土流失与生态退化

1.1.2水土保持生态建设

1.1.3水土保持生态修复实践

1.2问题的提出

1.2.1大姚县水土保持生态修复工程

1.2.2大姚县水土保持生态修复工程存在的问题

1.3本研究的内容及实施情况

1.3.1本研究的目的、议题和意义

1.3.2研究内容与范围界定

1.3.3研究的方法与技术路线

1.3.4本研究实施情况

第二章生态修复效益监测的相关理论与方法

2.1生物群落及其与环境的关系

2.1.1植物群落及其与环境的关系

2.1.2土壤微生物群落及其与环境的关系

2.1.3“植被-土壤-微生物”生态系统

2.2生态恢复

2.2.1生态恢复的涵义

2.2.2生态恢复的机理、过程及结果

2.3生态监测

2.3.1生态监测的涵义及其发展简史

2.3.2生态监测的特点及意义

2.3.3生态监测方法

2.4本研究的地位与作用

第三章监测样地与研究方法

3.1基本思路

3.2监测样地选择及其基本情况

3.3土壤养分分析方法

3.3.1土壤样品的采集和制备

3.3.2土壤养分指标的测定方法

3.4植物群落学调查方法

3.4.1群落物种组成及植被生长情况调查

3.4.2群落数量特征调查

3.4.3群落结构调查

3.5土壤微生物分析方法

3.5.1土壤微生物采样

3.5.2土壤微生物分离

3.5.3优势种的记数及鉴定方法方法

第四章结果与分析

4.1生态修复的改土效应

4.1.1土壤有机质

4.1.2土壤全量N、P、K

4.1.3土壤速效N、P、K

4.1.4小结

4.2代表性植物种类生长情况

4.2.1群落优势植物种类特征

4.2.2典型植物种类生长情况分析

4.3土壤微生物

4.3.1细菌监测结果:优势种的数量及菌株分布

4.3.2放线菌监测结果:优势种的数量及菌株分布

4.3.3真菌监测结果:优势种的数量及菌株分布

4.3.4小结

第五章综合讨论与结论

5.1生态修复工程的改土效应

5.2生态修复工程的植被修复效应

5.3土壤微生物群落及其对生态环境的指示

5.3.1土壤微生物群落

5.3.2土壤微生物常见属种的环境指示作用探讨

5.4大姚县水土保持生态修复效益探讨

5.5关于两年监测时间的局限性

5.6大姚县水土保持生态修复工作中存在的问题及解决对策

5.7本研究结论

致 谢

附录A(攻读硕士学位期间发表的论文)

参考文献

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摘要

由于人类活动和各种自然因素对生态系统的强烈干扰已使全球大部分生态系统发生严重退化,所以如何修复退化生态系统便成了摆在人们面前的一道难题。水土保持生态修复是解决这一难题的重要方法,它主要包括3个方面:一是要充分发挥生态系统的自我修复能力,促进大面积植被恢复,从整体上加快生态环境向良性演替;二是依托水土流失重点治理工程,控制严重的土壤流失,扭转已经或正在恶化的生态环境;三是对水土保持生态修复工程进行监测,以便及时评价工程效益,发现并解决修复工程中存在的问题。以上三个方面在大姚县的实施主要体现在前两个方面,水土保持生态修复工程的效益监测和评价在当地还从未开展过。 针对云南省水土保持生态修复缺乏生态监测及效益评价的现状,本研究在大姚县水土保持生态修复工程实践的基础上,对其修复区水土保持生态修复的效益进行监测,重点探讨修复区生态系统的生境变化;选出典型监测样地,分别对各监测样地植物群落、土壤养分(土壤化学性质)和土壤微生物群落进行调查、分析和研究,从而揭示“植物群落-土壤-土壤微生物群落”生态系统的特征,在此基础上探讨修复区生态环境质量变化和生态修复效益。生物群落环境监测在评价环境质量和预测生态修复的环境效应方面,已被证明是一个十分有效的方法,通过土壤养分测定、植物群落调查和土壤微生物群落分析来反映大姚县生态修复区生态系统的质量及其变化趋势,为国家水土保持生态修复工程提供科学依据,并为大姚县生态修复提出指导性建议,这是本文的宗旨所在。 经过两年的监测,在分析监测结果的基础上,本文初步得出以下结果: (1)目前除土壤全量P变化无规律外,其余各土壤养分的变化均表现出一定的规律性。修复区土壤养分总的变化趋势为增加,土壤肥力总体上有所提高。但土壤养分的变化仍然需要进一步监测以探寻其更长时期内的变化规律; (2)修复区各种植物生长迅速,灌木层的生物多样性较高,植被得以改善,植被恢复开始取得初步成效,其中水土保持林的效果比较显著; (3)尽管有例外和反复,土壤微生物的数量和活动程度呈现增强的趋势,土壤生态环境有改善的迹象。土壤微生物群落仍然处在激烈的发展变化中,反映出土壤生态系统尚未形成稳定的生态系统; (4)根据三大微生物类群及其大部分微生物属的生化特性及其对环境的指示作用,可以初步认为细菌、放线菌、真菌及其某些属对环境的指示作用明显,且与大部分研究成果基本一致。 (5)综合起来,在实施了水土保持生态修复工程后,大姚县生态修复区大部分植物物种生长迅速,单位面积生物量增大,植物种类和数量较修复前有所增加,植物群落向着良性方向发育,导致地表枯落物增多,加上增施有机肥、翻耕等其它配套措施,土壤肥力有所提高,土层逐渐疏松,进而使得土壤微生物在种类和数量上有增加的迹象,这是生态环境得到改善的标志。 监测结果还表明,大姚县水土保持生态修复工程工作中尚存在一些问题,本文针对这些问题提出了解决的建议。

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