人工植被对土壤和气候的微生态效应研究

人工林草植被重建工程是恢复和改善生态环境的重要途径之一，而大范围的生态恢复和改变是建立在区域生态恢复和改变的基础之上，退耕还林草意在此处。搞清不同年限、不同立地背景、不同人工植被类型与土壤水分、理化性质、微气候环境之间的响应机制，是诠释大尺度人工植被影响生态环境机理的重要前提。研究通过选择典型样地，多点、多面、多时段连续监测不同立地条件下，不同年限人工重建植被类型的土壤水分、土壤理化性质和恢复区温度、降水、湿度、风速等气候效应指标，利用气候-植被响应函数原理构建人工林草植被与土壤、小气候之间的响应机理模型，定量分析不同立地背景下，不同类型人工植被与土壤、气候因子相互作用过程及其微生态效应，以期为人工林草工程的微生态效应定量化评价提供理论和方法，可望从人工植被的微生态效应诠释其宏观尺度下的环境效应及为人工生态工程影响环境的机理提供基础。

林草工程建设是脆弱生态系统修复的主要方式和措施之一，其实施背景下气候-土壤-植被连续体的生态学过程成为亟待解决的科学问题。针对这一背景，本研究围绕人工植被下土壤微生态和区域小气候效应两大方面进行了长期定点监测和实验分析，旨在掌握不同人工植被类型和不同立地条件下植被恢复过程对土壤生境与区域小气候的生态效应、过程及机制。研究显示林草工程长期实施后研究区域植被NDVI指数、区域植被生态位及群落多样性指数明显提高，产生了良好的恢复植被效应。不同植被类型恢复过程都显著提升了土壤碳氮储量、改善了土壤生物学特性，提高了土壤的保墒功能及坡地的抗侵蚀能力等，形成了良好的土壤微生态效应过程。同时植被恢复过程与区域气候因子变化表现出明显的响应关系，不同人工林地和草地均起到了对近地面气候降温增湿及阻风的生态效应，使得区域小气候得到明显改善。可见，通过以上林草工程对土壤与气候微生态效应的定量化与评价研究很好揭示了人工林草生态系统的生态学过程，也将为诠释宏观尺度下的生态工程影响环境的生态学过程和机理提供依据。研究发表了学术论文16篇，培养博硕士研究生13人。