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第1章 绪论1

1.1 黄土高原植被恢复基础理论与关键问题1

1.1.1 生态恢复理论1

1.1.2 植被群落演替3

1.1.3 植物群落物种多样性和生物量5

1.1.4 植被演替与物种多样性的关系8

1.1.5 生态恢复及其与土壤质量的关系9

1.2 黄土高原植被恢复问题19

1.2.1 地质时期黄土高原植被变迁20

1.2.2 历史时期黄土高原植被破坏历程22

1.2.3 气候因素对黄土高原植被演变的影响26

1.2.4 植被区划演变28

1.2.5 黄土高原植被演替28

1.2.6 水分和养分对黄土高原植被的影响31

1.2.7 黄土高原植被自然恢复和人工重建33

第2章 研究区概况35

2.1 黄土高原概况35

2.1.1 黄土高原自然概况35

2.1.2 黄土高原社会经济概况44

2.2 陕北吴起县概况44

2.2.1 自然条件44

2.2.2 社会经济条件48

第3章 黄土高原立地类型及微地形50

3.1 黄土高原分区及立地类型研究进展50

3.1.1 黄土高原分区50

3.1.2 森林立地类型研究历史50

3.2 黄土高原坡面微地形57

3.2.1 造林立地类型及微地形研究进展57

3.2.2 黄土高原坡面微地形定义及类型划分59

上篇 黄土高原植被恢复立地条件63

第4章 黄土高原立地类型结构区域分异特征63

4.1 黄土高原立地类型划分原则63

4.1.1 立地类型划分原则63

4.1.2 立地类型划分因子的选择64

4.2 典型类型区选择与数据处理67

4.2.1 典型类型区概况及立地类型划分67

4.2.2 立地类型划分方法71

4.2.3 数据来源及处理71

4.3 不同类型区立地类型结构对比74

4.3.1 坡度结构对比74

4.3.2 不同立地类型面积对比75

4.4 小结78

第5章 黄土高原不同类型区阳坡分布规律79

5.1 阳坡立地类型划分79

5.2 数据处理81

5.2.1 不同坡度、坡向坡面投影面积的提取81

5.2.2 沟缘线和坡脚线提取81

5.2.3 不同类型区各立地类型土地面积比例提取82

5.3 不同类型区阳坡面积比例82

5.4 不同类型区阳坡随坡度变化的变化82

5.4.1 不同类型区阳坡随坡度变化的变化规律82

5.4.2 高原沟壑区与丘陵沟壑区阳坡对比分析84

5.4.3 丘陵沟壑区第二副区和第五副区阳坡对比分析85

5.5 不同类型区阳坡立地类型组成对比85

5.6 不同类型区阳坡立地类型面积对比86

5.7 小结88

第6章 黄土高原沟谷网络分维特征89

6.1 黄土高原沟谷网络分维研究概述89

6.1.1 基于DEM的分维研究概述89

6.1.2 黄土高原沟谷网络分维特征92

6.2 黄土高原沟谷网络计盒维数计算原理及方法93

6.2.1 基于DEM提取沟谷网络的基本原理93

6.2.2 沟谷网络计盒维数计算原理94

6.2.3 沟谷网络计盒维数计算步骤95

6.3 黄土高原不同类型区沟谷网络分维值的统计分析95

6.3.1 各样区沟谷分维拟和95

6.3.2 各样区沟谷网络分维值综合分析99

6.3.3 沟谷网络分维值与沟壑密度之间的关系101

6.4 小结102

第7章 黄土高原不同类型区沟谷分布周期104

7.1 黄土高原沟谷系统周期分析概述104

7.1.1 时间序列分析104

7.1.2 周期分析106

7.1.3 DEM沟谷分布的周期性107

7.2 黄土高原沟谷分布周期分析的计算原理及方法107

7.2.1 黄土高原沟谷分布周期分析基本原理107

7.2.2 黄土高原沟谷分布周期分析具体步骤111

7.3 黄土高原不同类型区沟谷分布周期结果分析117

7.3.1 黄土高原不同类型区主沟沟谷的周期分析117

7.3.2 黄土高原不同类型区支沟沟谷的周期分析120

7.3.3 黄土高原不同类型区平均坡度与沟谷周期对比分析121

7.3.4 黄土高原不同类型区年均降水量与沟谷周期对比分析121

7.4 小结122

第8章 陕北黄土高原浅沟地貌特征及其对植被的影响124

8.1 国内外研究现状及发展趋势125

8.1.1 浅沟及浅沟侵蚀的研究进展125

8.1.2 浅沟对植被的影响127

8.2 浅沟特征及植被覆盖信息获取128

8.2.1 典型流域浅沟特征信息提取128

8.2.2 流域抽样与土地利用抽样调查130

8.2.3 植被信息获取131

8.3 浅沟地貌特征研究131

8.3.1 浅沟的地形特征分析131

8.3.2 浅沟与上坡汇流面积临界关系132

8.3.3 不同立地类型的浅沟分异特征134

8.3.4 不同土地利用类型浅沟分布135

8.3.5 相同土地利用坡面内浅沟密度与坡度的相关分析137

8.4 浅沟对坡面植被分布的影响139

8.4.1 不同坡位的浅沟对坡面植被分布的影响139

8.4.2 不同坡向的浅沟与非浅沟区植被差异148

8.4.3 不同坡度浅沟与非浅沟区植被差异158

8.5 小结167

8.5.1 黄土丘陵沟壑区坡面浅沟地貌特征167

8.5.2 浅沟对植被的影响167

第9章 陕北黄土高原不同立地类型植被恢复困难程度排序169

9.1 典型研究流域概况169

9.2 土壤水分监测与分析方法169

9.2.1 样地选取169

9.2.2 土壤水分数据测定170

9.2.3 土壤水分数据处理171

9.3 地形因子对土壤含水量的影响171

9.3.1 坡向对土壤含水量的影响172

9.3.2 坡度对土壤含水量的影响172

9.3.3 地貌部位对土壤含水量的影响172

9.4 不同立地类型组植被恢复困难程度172

9.4.1 指标聚类分析172

9.4.2 不同立地类型组困难程度排序173

9.5 吴起县困难立地组成174

9.5.1 数据来源及数据处理174

9.5.2 阳坡面积比例174

9.5.3 阳坡面积随坡度的变化规律175

9.5.4 各地貌部位的土地面积比例175

9.5.5 各立地类型土地面积比例176

9.5.6 各植被恢复困难程度类型土地面积比例177

9.6 小结177

中篇 陕北黄土高原植被恢复重建途径181

第10章 陕北黄土高原植被恢复演替规律181

10.1 研究方法182

10.1.1 调查样地布设182

10.1.2 群落多样性测度与数据处理183

10.2 植被自然恢复群落演替规律184

10.2.1 物种演替规律184

10.2.2 不同演替阶段多样性变化规律185

10.3 不同模式植被恢复中的群落物种多样性187

10.4 不同坡向植被恢复中的群落物种多样性189

10.5 小结190

第11章 两种植被恢复重建途径流域试验研究192

11.1 研究方法193

11.1.1 自然恢复流域与人工造林流域的选取193

11.1.2 对比试验流域植物调查方法194

11.1.3 数据处理及参数计算方法196

11.2 植物群落结构特征对比分析197

11.2.1 植物群落类型及其结构组成对比分析198

11.2.2 不同立地类型植物群落组成对比分析203

11.2.3 植物群落数量特征对比分析204

11.2.4 不同立地类型植物群落数量特征对比分析204

11.3 植物多样性对比分析206

11.3.1 流域整体植物多样性对比分析207

11.3.2 不同地貌部位多样性指数分析208

11.3.3 不同坡向多样性指数分析209

11.3.4 不同坡度多样性指数分析210

11.3.5 样地间群落相似性对比分析212

11.4 地上生物量分布对比分析215

11.4.1 地上生物量总量对比分析215

11.4.2 地上生物量立地分布差异对比分析216

11.4.3 坡向、坡位与地上生物量关系对比分析218

11.4.4 坡度与地上生物量关系对比分析219

11.4.5 鲜活生物量与枯落物的关系对比分析221

11.4.6 鲜活生物量与多样性指数之间的关系对比分析223

11.5 小结223

第12章 人工重建植被土壤水分变化及稳定性226

12.1 研究方法227

12.1.1 林地土壤水分监测点布设227

12.1.2 土壤水分监测方法227

12.2 林地土壤年平均含水量及月变化分析228

12.3 林地不同土层深度含水量对比分析230

12.4 林地不同深度土壤水分月变化对比分析232

12.5 林种、季节、土层深度对土壤水分影响差异分析236

12.6 小结239

第13章 不同人工植被配置对土壤质量的影响240

13.1 研究方法241

13.1.1 研究区的选择及概况241

13.1.2 土壤物理性质测定242

13.1.3 土壤化学性质测定242

13.1.4 土壤酶活性测定242

13.2 不同林型土壤物理性质242

13.2.1 不同林型对土壤容重的影响242

13.2.2 不同林型对土壤含水量的影响243

13.2.3 不同林型对土壤孔隙状况的影响244

13.3 不同林型土壤化学性质245

13.3.1 不同林型对土壤氮素的影响245

13.3.2 不同林型对土壤磷元素的影响247

13.3.3 不同林型对土壤钾元素的影响249

13.3.4 不同林型对土壤有机质的影响249

13.3.5 不同林型对土壤酸碱度、碳酸钙和阳离子交换量的影响251

13.4 不同林型土壤酶253

13.4.1 不同林型对土壤蔗糖酶活性的影响253

13.4.2 不同林型对土壤磷酸酶活性的影响254

13.4.3 不同林型对土壤过氧化氢酶活性的影响255

13.4.4 不同林型对土壤脲酶活性的影响256

13.5 小结256

下篇 陕北黄土高原微地形植物群落结构配置近自然造林261

第14章 陕北黄土高原坡面土壤水分空间分异特征261

14.1 研究方法261

14.1.1 土壤水分及草本植被采样设计261

14.1.2 土壤水分数据野外测定方法262

14.1.3 草本植物数据测定方法263

14.1.4 地形因子数据获取方法264

14.2 干湿季土壤水分空间分异特征264

14.2.1 干湿季土壤水分变异特征265

14.2.2 地形因子对干湿季土壤水分的影响265

14.2.3 土壤水分的空间变异分析266

14.3 土壤水分对草本植物空间变异特征的影响271

14.3.1 草本植物物种空间分布特征271

14.3.2 地形因子对草本植物的影响272

14.3.3 草本植物空间分异的地统计分析274

14.3.4 土壤水分与草本植物相关性研究276

14.4 小结278

14.4.1 半干旱黄土区坡面土壤水分空间分异特征278

14.4.2 半干旱黄土坡面天然草本空间分异特征279

第15章 陕北黄土高原干旱阳坡微地形土壤水分特征280

15.1 研究方法281

15.1.1 阳坡微地形根层土壤水分异质性研究方法281

15.1.2 阳坡微地形土壤水分特征研究方法282

15.2 阳坡微地形根层土壤水分异质性283

15.2.1 不同微地形根层土壤水分特征值283

15.2.2 不同微地形土壤水分的空间差异性分析283

15.2.3 微地形土壤水分差异显著性分析284

15.2.4 微地形根层土壤水分差异程度分析285

15.3 阳坡微地形土壤水分特征286

15.3.1 微地形土壤水分的季节变化286

15.3.2 微地形土壤水分的垂直变化287

15.3.3 微地形土壤水分分层对比290

15.4 小结292

第16章 陕北黄土高原坡面微地形土壤养分特征294

16.1 研究方法294

16.2 不同微地形土壤物理性质294

16.2.1 微地形土壤容重特征294

16.2.2 微地形土壤持水性能特征295

16.2.3 微地形土壤孔隙结构特征297

16.3 不同微地形土壤化学性质299

16.3.1 微地形土壤氮素特征299

16.3.2 微地形土壤磷元素特征300

16.3.3 微地形土壤钾元素特征301

16.3.4 微地形土壤有机质特征303

16.3.5 微地形土壤酸碱度特征304

16.3.6 微地形土壤碳酸钙含量特征304

16.3.7 微地形土壤阳离子交换量特征305

16.4 不同微地形土壤酶活性306

16.4.1 微地形土壤蔗糖酶活性特征306

16.4.2 微地形土壤磷酸酶活性特征307

16.4.3 微地形土壤过氧化氢酶活性特征308

16.4.4 微地形土壤脲酶活性特征308

16.5 不同微地形土壤质量的灰色关联分析309

16.5.1 物理性质的灰色关联分析309

16.5.2 化学性质的灰色关联分析310

16.5.3 酶活性的灰色关联分析311

16.5.4 土壤质量的综合分析312

16.6 小结312

第17章 陕北黄土高原微地形植被分布特征314

17.1 研究方法314

17.1.1 植被恢复变化定量分析方法315

17.1.2 植被调查方法315

17.1.3 数据处理方法316

17.2 立地类型对植被恢复的影响317

17.2.1 吴起县近10年植被覆盖度变化317

17.2.2 主要植被类型覆盖面积变化319

17.2.3 不同立地条件下植被类型恢复变化的差异320

17.3 坡面微地形植被特征分异特征321

17.3.1 植物群落特征与地形因子的关系321

17.3.2 微地形植物群落物种组成323

17.3.3 微地形植物群落数量特征分异325

17.3.4 微地形植物群落多样性特征分异326

17.4 小结328

第18章 陕北黄土高原典型造林模式设计329

18.1 分区与造林小班规划330

18.1.1 现有植被调查330

18.1.2 分区与造林小班规划330

18.2 立地条件类型划分、造林树种选择和整地工程设计332

18.2.1 立地条件类型划分332

18.2.2 树种选择334

18.2.3 整地方式334

18.3 小班造林技术设计334

18.3.1 营造方式334

18.3.2 混交方式335

18.3.3 株行距设计335

18.3.4 苗木335

18.3.5 栽植336

18.3.6 补植336

18.3.7 保水剂等促进成活措施336

18.3.8 抚育管理337

18.4 典型造林模式规划设计337

18.4.1 典型造林设计模式1-1337

18.4.2 典型造林设计模式2-1339

18.4.3 典型造林设计模式2-2341

18.4.4 典型造林设计模式2-3343

18.4.5 典型造林设计模式3-1345

18.4.6 典型造林设计模式3-2347

18.4.7 典型造林设计模式4-1348

18.4.8 典型造林设计模式5-1350

18.4.9 典型造林设计模式6-1352

18.4.10 典型造林设计模式7-1355

18.4.11 典型造林设计模式8-1357

参考文献359

附录 主要植物名录377