第七届青年地学论坛

滨海防护林是滨海地区全球气候变化持续恶化背景下人民安全和区域经济可持续发展的重要保障。刺槐由于其迅速生长和固氮能力被作为生态防护林树种广泛种植于欧亚各国滨海地区。但是黄河三角洲地区滨海防护林自1970s种植后出现了逆行演替现象，表现为防护林大面积枯梢，透光率增加，活冠比降低，甚至死亡。本研究通过试验测定不同退化程度防护林的土壤理化性质，并利用无人机激光雷达提取研究区地形因子，探究区域防护林逆行演替成因，以为逆行演替滨海防护林的生态修复提供理论指导和依据。
研究发现，在土壤垂直方向上，三种退化程度刺槐林的土壤理化性质均有显著差异。土壤质地以砂质壤土和壤质砂土为主，以0-140cm土壤深度粒径分布（PSD）差异最大。相同土层条件下，中度和重度退化林地其土壤含水率（SWC）高于健康林地111-1012%，差异显著；由于土壤盐分随水分运动，土壤电导率（SEC）也显著高于健康林地20%-217%。时间跨度上，5月5日至10月30日间，三种退化程度林地的SWC和SEC随时间变化差异显著，退化林地各土层较健康林地变化更剧烈，以5月下旬至6月上旬、9月下旬至10月下旬两个时间段内变化最为显著。SWC和SEC随时间的变化趋势相对一致，但无显著相关性。
利用无人机激光雷达获取区域DEM，并计算地形湿度指数（TWI），定量模拟流域内土壤水分的干湿状况。研究发现高程是造成防护林退化的主要因子之一，区域微地貌能够影响SWC和SEC的分布。TWI受PSD和地下水埋深的影响在不同退化林地表现出一定的差异，以重度退化林地最高，为5.92。利用基于实数编码遗传加速算法的投影寻踪聚类模型，基于土壤的理化性质和微地貌对三种退化林地进行评价，健康、中度退化和重度退化林地的投影值分别为0.63，1.92和3.74。不同土层的SWC和SEC被暴露数据特征结构更多，最佳投影方向值更大。结果可为逆行演替滨海防护林的生态修复作为依据，TWI能够作为在以水分为主要限制因子的滨海防护林评价区域种植条件的指标，为科学种植滨海生态防护林提供理论指导。

滨海防护林,逆行演替,生态修复,土壤理化性质