加拿大安大略省南部通道區(qū)域草原植物群落生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、全球氣候變暖導(dǎo)致很多全球性的諸多生態(tài)問題使越來越多的學(xué)者、政府機(jī)構(gòu)以及環(huán)境保護(hù)者意識(shí)到保護(hù)和恢復(fù)我們地球生態(tài)環(huán)境的重要性。生態(tài)恢復(fù)成為目前生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。與歐洲移民到來前相比,北美大陸覆蓋著大面積的高桿草原和薩瓦娜,目前僅剩下1％的面積。安大略省南部地區(qū)為高桿草原的自然分布區(qū)域,但由于城市化發(fā)展、農(nóng)業(yè)用地開墾、污染及管理上的問題,高桿草原只剩下不到3%的面積,這些群落呈孤立零星、面積窄小的分布特征。群落不穩(wěn)定性本身就已決定其瀕

2、危的特點(diǎn),而棲息和依賴群落的很多物種也正面臨滅絕。高桿草原和薩瓦娜是加拿大最瀕危的植物群落。由于在現(xiàn)有的政策中,現(xiàn)有的林地格局和私有化農(nóng)牧業(yè)用地的受政策和法律保護(hù)的,所以不可能大面積恢復(fù)高桿草原群落。高桿草原的生態(tài)的保護(hù)和恢復(fù)僅限于個(gè)別保護(hù)區(qū)內(nèi)。在安省南部地區(qū),一些專家學(xué)者及環(huán)境愛好者根據(jù)實(shí)際情況,在保護(hù)現(xiàn)存群落的基礎(chǔ)上,尋求在一些遺棄農(nóng)地、工業(yè)用地、林地間隙、一些特殊通道如高壓電線、公路和鐵路兩旁等開展高桿草群落的生態(tài)恢復(fù)。
　

3、　本研究是在Roger Suffling教授組成的研究小組在1996年開始工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,目的是探討在安大略省南部,尤其是Kichener-Waterloo的高壓電線通道區(qū)建立草原群落,恢復(fù)本土物種和高桿草原生態(tài)景觀,增加生物多樣性的可能性、技術(shù)和方法,評(píng)價(jià)高桿草植物群落的演替動(dòng)力以及不同的人為干擾模式對(duì)植物群落演替的影響。
　　試驗(yàn)區(qū),設(shè)立8×8個(gè)格子(小區(qū)),每格子面積5m×5m。用隨機(jī)分布設(shè)置4種整地方案,即對(duì)照組,秋季

4、除草劑(1% Glyphosate380L/ha),春季除草劑,以及旋轉(zhuǎn)碎土器碎土法機(jī)耕等,和4種管理方案即火燒、刈割、火燒與刈割、對(duì)照等。共有16種處理方法,每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)。選擇Andropogon gerardii和Sorgastrum nutans等7種草原群落種類進(jìn)行人工播種誘導(dǎo)。野外調(diào)查方法采用Mueller-Dombois and Ellenberg優(yōu)勢-多度指數(shù)方法,對(duì)記錄所有維管束植物。通過對(duì)加拿大安省南部Kichen

5、er-Waterloo地區(qū)的試驗(yàn)小區(qū)多年觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用Conell大學(xué)的Compose和CANOCO數(shù)量生態(tài)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)PCA主分量排序分析,同時(shí)進(jìn)行物種多樣性分析比較不同處理的小區(qū)(群落)結(jié)構(gòu)和物種分布。結(jié)果表明,1996和1997年所有處理小區(qū)Andropogon gerardii(Big bluestem)和Sorghastrum nutans( Indian grass)的數(shù)量十分少,1998年迅速增多,1998年和2

6、002年出現(xiàn)Andropogon gerardii較多的處理有2秋季除草劑&機(jī)割&火燒、5春季除草劑&機(jī)割、6機(jī)耕&火燒、7春季除草劑&火燒、8秋季除草劑&火燒、9春季除草劑&不管理、10春季除草劑&機(jī)割&火燒、11機(jī)耕&不管理、12機(jī)耕&機(jī)割、16機(jī)耕&火燒&機(jī)割,而2002年為5春季除草劑&機(jī)割、6機(jī)耕&火燒、7春季除草劑&火燒、9春季除草劑&不管理、10春季除草劑&機(jī)割&火燒、11機(jī)耕&不管理、12機(jī)耕&機(jī)割、16機(jī)耕&火燒&機(jī)割

7、;1998年出現(xiàn)Sorghastrum nutans較多的處理有6機(jī)耕&火燒、7春季除草劑&火燒、11機(jī)耕&不管理,而2002年為1不整地&機(jī)割&火燒、2秋季除草劑&機(jī)割&火燒、4不整地&火燒、5春季除草劑&機(jī)割、6機(jī)耕&火燒、7春季除草劑&火燒、8秋季除草劑&火燒、10春季除草劑&機(jī)割&火燒、11機(jī)耕&不管理、14秋季除草劑&不管理、16機(jī)耕&火燒&機(jī)割;1998年出現(xiàn)Poa pratensis較多的處理有1不整地&機(jī)割&火燒、3不整

8、地&不管理、4不整地&火燒、9、15,2002年為3不整地&不管理、4不整地&火燒、8秋季除草劑&火燒、9春季除草劑&不管理、11機(jī)耕&不管理;1998年出現(xiàn)Solidago較多的小處理有2秋季除草劑&機(jī)割&火燒、8秋季除草劑&火燒、13秋季除草劑&機(jī)割、14秋季除草劑&不管理,而2002年出現(xiàn)Solidago較多的處理有2秋季除草劑&機(jī)割&火燒、8秋季除草劑&火燒、14秋季除草劑&不管理。物種多樣性分析表明機(jī),Simpson指數(shù)199

9、6年(本底)只有春季除草劑區(qū)和秋季除草劑區(qū)具有顯著性差異;1997年的春季除草劑和機(jī)耕處理,對(duì)照和秋季除草劑、春季除草劑及機(jī)耕處理具有顯著性差異;1998年,機(jī)耕與其它處理,對(duì)照區(qū)與其它處理均有顯著性差異,2002年只有對(duì)照區(qū)與其它處理之間具有顯著性差異。對(duì)不同的整地的Shannon-veiner指數(shù)分析,1998和2002年也有同樣的結(jié)果。說明整地促進(jìn)群落物種多樣性增加。對(duì)不同的管理的Shannon-viener指數(shù)進(jìn)行分析,只有20

10、02年的對(duì)照處理與機(jī)割,對(duì)照處理和機(jī)割&火燒處理之間存在顯著性差異,但機(jī)割、火燒及機(jī)割&火燒之間不存在顯著性差異。綜上所述可能說明春季除草劑和機(jī)耕整地均促進(jìn)草原群落的主要優(yōu)勢種Andropogon gerardii和Sorgarstrum nutans的定居和繁演,抑制歐洲種Poa pratensis的生長。刈割并沒有對(duì)本土植物的演替產(chǎn)生顯著影響。秋季除草劑整地和火燒管理非常利于Solidago canadensis物種的生長繁殖。在進(jìn)