松林生态系统管理论文提纲

论文题目：平朔露天煤矿复垦区植物群落特征及人工林健康评价研究

摘要：平朔安太堡露天煤矿地处山西省北部,生态环境极其脆弱。煤炭露天开采产生的大量废弃岩土,对生态环境造成了巨大的破坏。安太堡露天煤矿十分重视土地复垦与生态修复,经过30余年的不懈努力,复垦区生态修复成效显著,已形成了较为稳定的人工森林群落与草本植物群落。安太堡露天煤矿复垦区人工生态系统植物物种多样性如何?植物群落是否相对稳定?生态系统是否健康?这些仍是亟待回答的重要科学问题。本文采用TWINSPAN、DCA、RDA、PCA等分析方法,对安太堡露天煤矿复垦区植物物种进行了全面清查与研究,分析了主要人工林群落的类型与生长状况,对不同类型、不同林龄及矿区外人工林进行了健康评价,以期为矿区的生态修复研究与科学管理提供数据与理论依据。主要研究结果如下:1.平朔安太堡露天煤矿复垦区（以下简称复垦区）植物物种组成较为丰富,共有250种（含种下等级）,隶属于42科149属。禾本科、菊科与蝶形花科为优势科,属的组成优势现象不明显。植物生活型组成相对简单,以草本为主,其次为乔木、灌木,草质藤本植物最少。种子植物科的分布区类型主要为世界分布,属的分布区类型温带成分最多,充分说明本区植物区系具有明显的温带特征。2.依据TWINSPAN分类结果,复垦区植物群落可划分为7个森林群落和12个草本植物群落。与自然群落相比,复垦区植物群落类型较少;与最初种植模式相比,森林群落结构变化不明显,草本植物群落结构变化显著。DCA排序结果表明,森林群落与草本植物群落均为沿土壤水分与海拔梯度分布,土壤水分与海拔是影响复垦区植物群落分布的主要环境因子。3.与2010年相比,2015年复垦区人工林林分结构发生了明显变化。刺槐+榆+臭椿林乔木总密度最大,青杄+白杄+油松林最小。除榆+乌柳林乔木总密度略有增加外,其余各人工林乔木总密度均有所下降。刺槐作为建群种,死亡数量最多,乌柳死亡数量最少。刺槐+油松林与榆+乌柳林以中树为主,刺槐+榆+臭椿林、青杄+白杄+油松林以幼树为主,刺槐纯林以中树与幼树为主。人工林下幼苗地径（DGH）多呈倒“J”型或单峰曲线分布,树高（TH）呈单峰曲线分布。乔木平均胸径（DBH）与树高均存在显著差异,且年际变化趋势相同。刺槐+油松林乔木胸径、树高均最大,青杄+白杄+油松林均最小。人工林乔木胸径年均增长0.38 cm,其中刺槐+油松林增长最大,青杄+白杄+油松林增长最小。人工林乔木树高年均增长0.19 m,其中刺槐纯林增长最大,刺槐+油松林增长最小。总体来看,复垦区人工林正由发育盛期逐渐进入发育末期,并开始进入自然演替阶段。4.2010年至2015年复垦区人工林草本植物优势种共计23种,其中禾本科植物最多（10种）,其次为菊科（6种）和蝶形花科（5种）,唇形科与藜科各1种。刺槐+油松林下草本层优势种大籽蒿、黄花蒿的优势度逐渐降低,而长芒草、披碱草与西北针茅的优势度逐渐增加,小花鬼针草、狭叶米口袋、益母草与藜逐渐成为优势种。刺槐+榆+臭椿林草本层纤毛鹅观草、黄花蒿优势度逐渐下降,而草地风毛菊优势度增加,镰芒针茅逐渐成为优势种。刺槐纯林草本层长芒草、纤毛鹅观草、阿尔泰狗娃花与益母草优势度逐渐降低,而披碱草优势度升高,小花鬼针草、黄花蒿、大籽蒿、扁穗冰草逐渐成为优势种。青杄+白杄+油松林与榆+乌柳林草本层大针茅、纤毛鹅观草与黑沙蒿优势度降低,而披碱草、硬质早熟禾、糙隐子草优势度升高,紫苜蓿、达乌里胡枝子、白香草木犀和黄香草木犀逐渐成为优势种。5.人工林草本植物物种多样性在样地间与年际间均存在显著差异（P＜0.05）。青杄+白杄+油松林草本植物丰富度（R0）与物种多样性（H′）均最高,刺槐+油松林均最低。但刺槐+油松林草本植物优势度（λ）最高,青杄+白杄+油松林、榆+乌柳林较低。人工林草本植物均匀度（E）变化规律与其优势度相反。2011年人工林草本植物丰富度与物种多样性均最高,2014年均最低。年际优势度变化规律与年际物种多样性相反。2013年人工林草本植物均匀度最高,2010年最低。6.人工林群落与环境因子相关性分析结果表明,乔木胸径、乔木树高、Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数与土壤容重、田间持水量、土壤速效磷、土壤含水量、土壤有机碳、秋季降水量、冬季均温及春季降水量显著相关（P＜0.05）。从RDA分析结果来看,土壤容重、秋季降水量、田间持水量、冬季均温和土壤速效磷是影响人工林植物群落的主要环境因子,其中土壤容重与秋季降水量影响力最大。7.人工林生态系统健康评价结果表明复垦区内阔叶人工林较针叶人工林健康,林龄较高的人工林健康状况较好。刺槐+榆+臭椿林与刺槐纯林为优质林,刺槐+油松林为健康林,青杄+白杄+油松林、刺槐+柠条林、刺槐+沙棘林与刺槐+柠条+沙枣林为亚健康林,小叶杨纯林为不健康林。复垦区人工林生态系统健康评价不仅是对林分健康状况的摸底,而且是对安太堡露天煤矿生态修复模式的检验。从评价结果来看,刺槐+榆+臭椿林模式与刺槐纯林模式较好。

关键词：生态修复;人工林类型与结构;物种多样性;健康评价

学科专业：生态学

中文摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 植物群落

1.1.1 群落物种组成

1.1.2 群落物种多样性

1.1.3 群落结构

1.1.4 复垦区植物群落研究进展

1.2 森林健康评价

1.2.1 森林健康评价内涵

1.2.2 森林健康评价方法

1.2.3 人工林健康评价研究进展

1.2.4 森林健康评价存在的问题

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容

1.5 拟解决的科学问题

1.6 创新与特色

第二章 研究区概况

2.1 地理位置

2.2 地质地貌

2.3 水文

2.4 气候

2.5 土壤

2.6 植被

2.7 复垦概况

第三章 复垦区植被数量分析

3.1 引言

3.2 研究方法

3.2.1 野外调查

3.2.2 数据处理

3.2.3 数据分析

3.3 研究结果

3.3.1 植物区系组成

3.3.2 种子植物地理成分分析

3.3.3 植物群落分类

3.3.4 植物群落排序

3.4 讨论

第四章 人工林群落特征

4.1 引言

4.2 研究方法

4.2.1 样地设置

4.2.2 样方调查

4.2.3 林分结构划分

4.2.4 物种多样性指数

4.2.5 环境因子的测定

4.2.6 数据分析

4.3 研究结果

4.3.1 林分结构特征

4.3.2 草本植物物种多样性

4.3.3 环境因子特征

4.3.4 群落与环境的关系

4.4 讨论

4.4.1 人工林乔木生长状况

4.4.2 人工林草本植物动态变化

4.4.3 环境对人工林群落的影响

第五章 人工林生态系统健康评价

5.1 引言

5.2 研究方法

5.2.1 样地的设置

5.2.2 评价指标体系的拟定

5.2.3 指标的测定

5.2.4 指标的筛选

5.2.5 指标权重的确定

5.2.6 评价模型

5.3 研究结果

5.3.1 完整性指标特征

5.3.2 可持续性指标特征

5.3.3 稳定性指标特征

5.3.4 评价指标筛选

5.3.5 评价指标权重的确定

5.3.6 健康评价结果

5.4 讨论

5.4.1 人工林健康状况

5.4.2 人工林健康评价影响因素

5.4.3 人工林管理对策

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.1.1 复垦区植被研究

6.1.2 人工林植物群落研究

6.1.3 人工林健康评价研究

6.2 展望

参考文献

致谢

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