亚热带山地草甸退化格局与土壤生态过程研究——以江西省武功山为例

The ecological barrier function of Mountain Meadow is of great significancefor the area，and plays an important role in the global carbon and nitrogen cycle and hydrological processes.The mountain meadow of Wugong Mountain in Jiangxi Province possess typicality at perpendicular band spectrum of vegetation in eastern China,with its wide area and distribution of benchmark low altitude .But climate change and human disturbance have made mountain meadow extreme fragile and degrade severely.Based on the landscape ecology and soil ecology principle, with the "3s" technology supporting, this study will carry out the research about landscape pattern dynamics during the past 30 years of different coverage and distribution pattern of vegetation community of mountain meadow in Wugong Mountain, and analyze driving mechanism of degradation and development trend ;This study will experimental analyze soil carbon,nitrogen and hydrological processes for different elevation and different degradation degree of mountain meadow,deeply analyze the soil ecological process in the process of meadow degradation ,explore the coupling mechanism between degradation patterns and ecological processes.And on this basis, this study will put forward the countermeasures about landscape construction and ecological restoration of the mountain meadow of Wugong Mountain.This study is of great significance to reveal the driving mechaanism of degeneration pattern and ecology mechanism of soil functional recovery .And that it has an important guiding role to protect and repair the mountain meadow of Wugong Mountain.

山地草甸的生态屏障作用对于区域意义重大，在全球碳氮循环和水文过程中起着重要作用。江西武功山山地草甸以其面积广和分布基准海拔低的特点，在华东植被垂直带谱中具有典型性，但气候变化和人为干扰已使其极端脆弱、退化严重。本项目以景观生态学和土壤生态学理论为基础，在“3S”技术支持下，针对近30年来武功山不同盖度的山地草甸景观格局动态和植被群落分布格局进行研究，分析退化驱动机理和发展演变趋势；对不同高程、不同退化程度的山地草甸土壤碳氮过程和水文过程进行试验分析，深入剖析草甸退化过程中的土壤生态过程，探讨草甸退化格局和生态过程之间的耦合机制；在此基础上，提出武功山山地草甸景观建设和生态修复的对策建议。研究对于揭示山地草甸退化格局的驱动机制和土壤功能恢复的生态学机理具有重要意义，对于武功山山地草甸保护和修复具有重要的指导作用。

气候变化和人为干扰使武功山山地草甸生态系统极端脆弱、退化严重。本项目针对20多年来武功山不同覆盖度的山地草甸景观格局动态和植被群落分布格局进行研究，分析退化驱动机理；对不同高程不同退化程度的山地草甸土壤碳氮过程和水文过程进行实验分析，探讨草甸退化格局和土壤生态过程之间的耦合机制，并提出武功山山地草甸景观建设和生态修复的对策建议。研究表明：研究期间研究区向破碎化、多样化发展，但景观异质性增加的趋势已有所减缓。山地草甸面积减少，覆盖度总体上升，分布格局和地形存在较高的相关性( P＜0.05)。山地草甸植物资源丰富，调查到的蕨类植物、裸子植物和被子植物共有 44 科，90 属，108 种，分布为25种群落。其中芒群落分布面积最大，其次是野古草、箭竹为优势种的群落，其分布和坡向、海拔相关。气候、旅游活动、放牧、火灾等是山地草甸退化的主要驱动因子。土壤总有机碳和各活性有机碳组分总体上均随草甸退化程度加剧呈下降趋势，微生物量碳相对降幅（73.78%）最大；土壤呼吸峰值和年CO2排放速率、累积排放量皆为未退化的植被群落高于重度退化草甸(裸地)，且与温度有较高的相关性。草甸退化使土壤中全氮、碱解氮和铵态氮含量减少，硝态氮含量增加，并且加速土壤氮矿化的发生，氮矿化速率和N2O排放速率还受植物群落、气温和它们的交互作用影响。草甸退化使土壤含水量、渗透性、持水能力降低，日蒸发量升高，同时土壤蒸发随海拔的升高而增加；不同植物群落间的土壤含水量、持水能力及日蒸发量差异显著性（P<0.05）。草甸退化与土壤生态过程的耦合分析表明，土壤碳氮水等过程的改变是草甸退化演变的重要动力，而草甸景观的变化进一步引起土壤各生态要素的改变。最后针对不同退化程度采取围封、草皮移植和补播、混播、覆盖措施等修复技术，探讨不同的群落配置模式。研究对于揭示山地草甸退化格局的驱动机制和土壤功能恢复的生态学机理具有重要意义，对于亚热带山地草甸保护和修复具有重要的指导作用。