1、土壤和植被作為河岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務維持的根基，其空間分布與變異對河岸帶的生態(tài)功能的發(fā)揮起著決定性的作用。黃河中下游河岸帶作為連接流域陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的脆弱敏感區(qū)域，正面臨著植被面積減少、水土流失加劇等一系列問題引起的河岸帶結構改變和功能退化的考驗。開展黃河中下游河岸帶植被格局動態(tài)研究，探討研究區(qū)土壤環(huán)境因子的時空格局，并在不同尺度上揭示植被格局與土壤環(huán)境過程之間的相互關系與尺度效應，最后構建適用于研究區(qū)的植被-土壤關系耦合模型，

2、為研究河岸生態(tài)系統(tǒng)結構與功能提供新的思路，對于加快退化河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建有重要的指導作用。
　　本研究以黃河中下游河南段典型河岸帶為研究對象，采用野外調查、實驗分析與統(tǒng)計分析相結合的方法，研究了黃河中下游河岸帶植被格局動態(tài)以及研究區(qū)土壤環(huán)境因子的時空格局，并在不同尺度上揭示植被格局與土壤環(huán)境過程之間的相互關系與尺度效應。首先，本研究選取2003、2009和2015年的遙感影像圖，根據在野外調查的基礎上，將研究區(qū)內土地利用/

3、覆蓋類型分為：黃河、農田、林地、草地、河漫灘、居民區(qū)、溝渠及坑塘八大類；對該區(qū)近12年的植被空間格局及其動態(tài)并結合驅動力因子(距道路距離(Dis_road)、距居民區(qū)距離(Dis_jmq)和距坑塘距離(Dis_pond))，分析該研究區(qū)植被空間分布特征、植被格局動態(tài)表現，以及植被格局變化的驅動機制。其次，本研究以黃河中下游典型河段河岸帶土壤為研究對象，通過實驗分析與冗余分析(RDA)相結合的方法，研究了河岸帶土壤理化性質空間分異特征及其

4、對環(huán)境的響應。分別對河岸帶的土壤理化指標進行統(tǒng)計分析和空間變異分析，定量揭示不同植被類型的土壤變化程度和尺度。最后，通過對植物群落特征與土壤特性的排序分析，確定影響河岸帶土壤性質分異的影響因子；應用主成份分析及回歸分析，分析植被與土壤性質在距地和景觀不同尺度上的關系，并建立相應關系的數學關系式。研究結果如下：
　　(1)草地的總面積增加，草地密度、斑塊數量都與草地總面積在不同年份有相同的增加趨勢，而斑塊形狀指數和斑塊周長面積分維數

5、卻有下降的趨勢。草地和林地的聚集度指數、相似毗鄰百分比不斷增加，說明斑塊分布不斷集中。林地總面積在每一年都有不同程度的增加，斑塊數量增加，同時斑塊密度是一個先減少后增加的趨勢。林地景觀斑塊形狀指數不斷變大，說明林地景觀的幾何形狀不斷變得復雜。草地和林地的斑塊面積和斑塊數量與至居民區(qū)距離在每個年份都有顯著相關性。2015年草地景觀格局的周長面積分維數與至道路距離顯著負相關(p<0.05)。草地和林地的形狀指數變化在每個年份都與距道路和居民

6、區(qū)距離有顯著的相關性(p<0.05, p<0.01)，與距居民區(qū)距離是顯著正相關，與距道路距離是顯著負相關。草地和林地分別在2003年和2009年、2015年中斑塊結合度指數與至坑塘距離顯著負相關(p<0.05)，林地在2015年斑塊結合度指數與至居民區(qū)距離顯著正相關。距居民區(qū)的距離在三個時期對林地相似毗鄰百分比數均顯著正相關。
　　(2)研究區(qū)土壤以粉粒為主，隨緩沖距離增大，土壤容重呈現先增后減的趨勢，而土壤含水量呈相反的趨勢；

7、不同緩沖區(qū)土壤的全磷含量差異較大，楊樹人工林(Populus tomentosaplantation)和柳樹人工林(Salix matsudanaplantation)土壤氮素差異不顯著，隨緩沖距離增大硝態(tài)氮含量增加；不同植被類型對土壤有機碳含量的影響差異明顯，但不同河岸緩沖距離內差異不顯著；研究區(qū)土壤理化性質間關系密切，其中，土壤有機碳與全氮、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量均呈顯著正相關關系(P<0.01、P<0.01和P<0.05)，土壤全碳和

8、有機碳含量均與砂粒含量呈顯著負相關關系(P<0.01)，與粘粒呈顯著正相關(P<0.01)；另外，RDA結果顯示，土壤有機碳和銨態(tài)氮含量隨喬木層高度與蓋度的增加而增加，土壤全磷與硝態(tài)氮隨喬木層植物胸徑和草本層蓋度的增加而增加，銨態(tài)氮含量隨海拔的升高呈遞增趨勢，表明黃河中下游河岸帶土壤性質受群落結構和海拔梯度的影響顯著。
　　(3)在局地尺度上，土壤質量與喬木蓋度的擬合方程為ya=0.467+0.067x，相關系數為0.319，R2

9、=0.102，差異顯著(F=5.322, p=0.026)。該方程說明土壤質量因子變動與植被特征(喬木蓋度)間存在著線性關系。河岸帶不同緩沖區(qū)內林地植被景觀格局變化特征的分析表明，隨著緩沖距離的增加，河岸帶林地植被景觀的林地斑塊面積、斑塊數量、斑塊密度和斑塊形狀指數都呈現先增加后減少的趨勢，并且都在1.5-3.0 km緩沖區(qū)內達到最大值，說明在這個緩沖區(qū)內林地斑塊破碎化高于其他緩沖區(qū)。斑塊周長面積分維數呈現相反的趨勢，即先減后增，相似毗

10、鄰百分比和聚集度指數都在3.0-4.5 km緩沖距離內達到最大值，斑塊結合度指數以3.0-4.5 km緩沖距離內的值最高，以1.5-3.0 km緩沖距離內的斑塊結合度最低。研究區(qū)1.5-3.0 km緩沖距離內林地的形狀指數最大，斑塊數量和斑塊密度皆為最大，表明在此區(qū)域內林地主要受到人類規(guī)劃下的有序干擾，破碎化程度最高。在斑塊數量、斑塊密度和斑塊形狀指數都表現為先增后減，而斑塊周長面積分維數呈現先減后增的趨勢，并在1.5 km緩沖區(qū)內達到

11、最大值。相似毗鄰百分比和聚集度指數的相關性非常大，其隨緩沖區(qū)內林地格局的變化趨勢基本一致。3.0-4.5 km緩沖距離內的相似毗鄰百分比和聚集度指數最大，1.5-3.0 km緩沖距離內的值為最小。說明3.0-4.5 km緩沖距離內林地景觀類型的聚集度較高，斑塊分布較為集中，而1.5-3.0 km緩沖距離內的聚集度較低，斑塊分布較為分散，這與斑塊數量和斑塊密度的結果相吻合。斑塊結合度指數以3.0-4.5 km緩沖距離內的值最高，說明此區(qū)域