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1-1 337
18.4.2 典型造林设计模式2-1 339
18.4.3 典型造林设计模式2-2 341
18.4.4 典型造林设计模式2-3 343
18.4.5 典型造林设计模式3-1 345
18.4.6 典型造林设计模式3-2 347
18.4.7 典型造林设计模式4-1 348
18.4.8 典型造林设计模式5-1 350
18.4.9 典型造林设计模式6-1 352
18.4.10 典型造林设计模式7-1 355
18.4.11 典型造林设计模式8-1 357
参考文献 359
附录 主要植物名录 377