南方石漠化区植被修复的微地形效应及其适应性管理策略研究

Microtopography is an important factor affecting vegetation restoration in degraded ecosystems. In the karst rocky desertification areas of southern China, little attention has been paid to the microtopographic effect of vegetation restoration and its ecological mechanisms, and the understanding and application of its favorable factors that promote target plants’ establishment is also limited, which make it difficult to play its due role in vegetation restoration..Base on our previous researches of vegetation restoration in karst rocky desertification areas for many years and taking the karst rocky desertification mountain areas of southwest Guangxi as the context, the present project will use the multiple methods of quadrat survey, plot experiment, dynamic monitoring and laboratory analysis. We will investigate the characteristics of natural restoration community, observe the growth of artificial target plants and the characteristics of soil micro-environments, expound the basic characteristics of the microtopographic effect of vegetation restoration, analyze the internal and external factors that affect and restrict the microtopographic effect, and finally reveal the ecological mechanisms underlying the formation of microtopographic effect of vegetation restoration in karst rocky desertification areas. At the same time, we will propose adaptive management strategy and construct some paradigm models or templates to effectively utilize microtopography and improve vegetation restoration efficiency. The achieved results of this project will provide important theoretical basis for the rational use of microtopography and improve the efficiency of vegetation restoration in karst rocky desertification areas of southern China, and play a very important role in the enrichment of the vegetation restoration theory, the improvement and modification of the vegetation restoration techniques, and the enhancement of our confidence in karst rocky desertification controls.

微地形是影响退化生态系统植被修复效率十分重要的因素。在南方石漠化区，目前对微地形在植被修复中的作用特点（微地形效应）及其内在机理等尚缺乏研究，对有些微地形存在有利于目标植物成功定居的因素的辨识和利用仍十分有限。本项目主要是在申请人多年石漠化区植被修复研究的基础上，以桂西南石漠化山区为背景，根据微地形效应研究的基本理论和方法，采取样方调查、小区试验、动态监测和实验室分析等方法，调查和观测该区不同微地形中自然恢复群落和人工目标植物生长等特征以及土壤微环境特点等，阐明其微地形效应的基本特征，分析影响和制约微地形效应的内在和环境因素，提出合理利用微地形、提高植被修复效率的适应性管理策略并构建范式模型或样板。项目研究成果可为南方石漠化区合理利用微地形、提高植被修复效率提供重要的理论依据，对丰富植被修复理论、改进和完善植被修复技术以及增强人们治理石漠化的信心等亦具有非常重要的意义。

微地形是影响退化生态系统植被修复效率十分重要的因素。在南方石漠化区，目前对微地形在植被修复中的作用（微地形效应）及其内在机理等尚缺乏研究，对有些微地形存在有利于目标植物成功定居的因素的辨识和利用十分有限。本项目以桂西南石漠化山区为背景，采取样方调查、小区试验和实验室分析等方法，主要研究其植被修复微地形效应的基本特征、作用机理和适应性管理策略等。研究内容与结果如下：①石漠化区微地形的基本类型及特点。石漠化区自然坡地、人工林地和弃耕地等均包括多种在外观形态、单元面积和土壤微环境等方面各异的微地形。②石漠化区植被修复微地形效应的基本特征。自然恢复植被中植物的种类数量、生活型结构、平均株丛密度、平均植株高度和生物多样性指数等因微地形而异；人工修复的种子萌发率、幼苗保存率和幼苗生长量等与微地形及其相对位置关系密切，人工改造微地形能明显增加目标树种生长量。③石漠化区植被修复微地形效应的作用机理。石漠化区地表枯落物储量和土壤种子库密度等以石缝的最大和石面的最小，不同微地形及不同相对位置的土壤性状空间分异较为明显，人工石沟改造梯地可在一定程度上改善土壤理化性状；微地形对潺槁树、红背山麻杆和飞机草的叶片性状影响较大，不同坡向的茶条木、狗骨木和樟叶槭的光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（Amax）和暗呼吸速率（Rday）等差异显著。④石漠化区植被修复适应性管理策略。根据石漠化区不同区域的植被现状和微地形等特点，有针对性地在植被修复途径、目标植物选择与配置、造林方式、微地形改造和人工群落管理等方面提出加速植被修复、提高植被修复效率的适应性管理策略。.本研究揭示了南方石漠化区植被修复微地形效应的基本特征及其作用机理，提出了该区植被修复的微地形适应性管理策略，探讨了茶条木种子和幼苗的微地形格局及其种群自然更新特性，这些研究成果对促进石漠化区植被恢复、丰富与完善植被修复理论和技术等具有非常重要的意义。