黄土丘陵区土壤侵蚀对植被恢复过程的干扰与植物的抗侵蚀特性研究

针对黄土高原土壤侵蚀严重且植被恢复缓慢的问题，以有效加快退耕地植被恢复为目标，以黄土丘陵区森林带、森林草原带与草原带不同土壤侵蚀环境下植被恢复生态系统为研究对象，依据土壤侵蚀、植物生态、植被生态等学科的理论与方法，系统分析土壤侵蚀对植被发育与恢复演替全过程的影响、及干扰植被恢复的关键时段与因子，全面研究不同植物的生存策略与抗侵蚀特性，提出抗侵蚀植物的分类系统，阐明植被恢复过程中不同抗侵蚀植物适应与改善土壤侵蚀环境的能力、及抗侵蚀植物的动态变化过程与发展趋势，探索植被自然恢复和人工植被重建中抗侵蚀植物的应用技术途径，将对全面认识土壤侵蚀与植被相互作用机理、及土壤侵蚀与植被相互关系理论的发展与完善具有非常重要的理论意义，可为土壤侵蚀严重地区加速植被恢复进行有效调控提供技术支撑，并可为退耕还林（草）工程的成果维护与可持续管理提供生态学依据。

本项目通过对延河流域内3个植被带9个典型小流域及其沟坡5种侵蚀环境的相关调查与测试，结合降雨侵蚀模拟试验、定位监测及试验，分析了土壤侵蚀过程及其造成的不同尺度侵蚀环境对种子生产、种子雨散布、种子流失与再分布、及种子有效性的影响；研究了不同尺度侵蚀环境下幼苗及存活、植物营养繁殖特征，植物群落的类型与分布、物种组成结构及稳定性与健康状况，以及植被演替规律、方向与速率；从种子的形态、生产、休眠与萌发、植冠种子库与土壤种子库策略方面，探明了不同植物应对土壤侵蚀环境的繁殖生物学特性；对60种植物的叶片形态解剖结构指标及38种植物的叶片生理生态指标进行观察与分析的基础上，探讨了不同植物适应土壤侵蚀环境的形态解剖与生理机制及能力；从植物根系与茎特征及其拦截枯落物与泥沙能力等方面，探究了植物抵抗土壤侵蚀力伤害的机械特性；从不同群落的物种多样性、盖度、生物量及枯落物量等角度，探索了群落抵抗及改善土壤侵蚀环境的能力；依据Braun-Blanquet植物社会学法，从720个样地的321种植物中筛选出42种抗侵蚀植物，基于物种生态学组成和空间分布对抗侵蚀植物分别进行了分类；从抗侵蚀植物的生长特征、繁殖更新能力、群集度与生长速率、环境适应性策略及其适应性，探明了抗侵蚀植物适应土壤侵蚀环境的能力；从植物单株水平和群落水平上研究了抗侵蚀植物改善土壤侵蚀环境的能力；通过分析群落的特征种、伴生种及物种生态位宽度，阐明了抗侵蚀植物在不同群落中的角色及其在群落构建中的作用；通过固定样地的调查，分析了抗侵蚀植物植被恢复过程中的动态变化及主要抗侵蚀植物的发展趋势；从植物繁殖更新、物种和群落、植被类型及其分布等方面，揭示了植被与土壤侵蚀之间相互作用的过程与机理，提出了能够抵抗土壤侵蚀的群落结构特征。通过本项目的研究，发表SCI论文22篇，CSCD论文36篇，待版专著1部；培养博士和硕士研究生6和13名；参加国际和国内学术会议16和20人次；邀请国外学者开展学术交流6人次。