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CAS Workshop on Ecosystem Succession Theory and Practice of Ecological Restoration 热带季雨林恢复过程的结构与功能变化 任海
彭少麟
余作岳 （中国科学院华南植物研究所 广州 510650） 从1959年起，在水土流失近百年的广东电白县沿海侵蚀台地采取工程措施与生物措施相结合，但以生物措施为主的治理方法，通过重建先锋群落再营造乡土林的方法进行热带季雨林恢复试验。在试验过程中进行了热带季雨林恢复过程中生态系统结构与功能研究。 植被恢复前定位站为光板地，仅有谷木、了哥王、黑面神、翻白叶等4种灌木，吊丝草、鹧鸪草、扭黄茅等3种草本植物生长，盖度少于0.5%。1961年起营造松、桉纯林，皆伐后在迹地上营造7块人工混交林小区，先后共引入371种植物。至1994年调查发现，乔木层、灌木层和草本层分别有47、36和24个未引的植物种自然入侵，而原来种植已有120种消失。在1400m2样方内香农指数乔灌草分别为2.176、3.006和4.121，已接近同地带自然林的生物多样性指数。尽管各人工林小区存在着起始物种的差异，但各小区的物种结构都是向着地带性植被子的方向发展。 同期进行的动物群落研究发现，植物群落从简单到复杂的演变过程也是动物群落从低级到高级的发展过程。整个过程可分为四个阶段：初期无虫阶段、植食性昆虫大量增加阶段、天敌大量入侵阶段、各类动物均衡发展阶段。植被的恢复导致了土壤理化性质的改善和可利用营养元素的增加，从而改善了土壤微生物的生存环境。造林后土壤中各类微生物的数量均有数十倍增加。 同期进行的土壤物理结构测定表明，土壤容重从造林前的1.7降低到1.5g/cm3，土壤含水量从造林前的12.3%升至16.1%。造林前土壤肥力较低，造林后，pH值逐步降低，有机质、全N和全P持续增加。30年后，有机质增幅达3.3倍，全N达11倍之多。 造林前小气候条件较恶劣，造林后随着林冠层的盖幕作用，气温逐步降低，气温的年振幅从14.4℃降为较稳定的12.2℃。植被恢复前径流量占降水输入的50%以上，泥沙流失量年均52.32t/ha。10年后泥沙流失量受到控制，22年后径流量与同地带天然林近似。 一般认为，热带地区退化的生态群落，经长时间的发展可以恢复成热带雨林。但极度退化的生态系统能否自然恢复成热带雨林则有争论。从电白试验看，50年前方圆360km2内基本无天然林或次生林，水土流失达百年，土壤及小气候恶劣，限制了植被定居、生长、发育，即退化程度超过临界阈值。在这种恶劣环境和缺乏种源的条件下是不可能自然恢复的。但在工程与生物措施干扰下，还是可以恢复的。恢复要越过三个阈值：使种植的植物成活；建群植物越过多虫害生长受抑制阶段；自然入侵的乡土种与种植种开始繁殖后代。从生态经济角度看，恢复的代价相当大，历时也较长，避免极度退化的出现是更合理的生态系统管理策略。
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