科尔沁沙地不同生态系统土壤呼吸变化特征及其与环境因子的关系

发布时间：2017-09-25 14:09

  本文关键词：科尔沁沙地不同生态系统土壤呼吸变化特征及其与环境因子的关系

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【摘要】：科尔沁是中国最大的沙地,人类活动频繁,生态环境脆弱。有关中国科尔沁沙地土壤呼吸(Rs)的研究报道尚不多见,尤其是沙丘-草甸梯级生态系统土壤呼吸的分布与变化规律还不清楚。本文选择相邻的呈梯级分布的流动沙丘裸地、固定沙丘小叶锦鸡儿群落、沙丘-草甸过渡带人工杨树林、草甸芦苇群落四种生态系统为研究对象,观测生长季不同时期土壤呼吸的日、月变化及其影响因子。得出以下结论：1.由于影响土壤呼吸的主导因素在时间、空间上的转变,使不同生态系统和同一生态系统在不同时期土壤呼吸日变化形式存在差异,同时也导致日尺度和月尺度土壤呼吸与土壤温度、土壤含水量的关系不同。生长期和生长末期人工杨树林保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的日变化表现为“多峰型”。2.四个生态系统生长季土壤呼吸平均值,2015年草甸芦苇群落分别高出沙丘裸地和过渡带人工杨树林的584.85%和34.93%,2014年过渡带人工杨树林高出沙丘小叶锦鸡儿群落的65.96%。土壤呼吸的变异系数(CV)也有所差异：2015年沙丘裸地(37.67%)过渡带人工杨树林(52.55%)草甸芦苇群落(66.58%),2014年沙丘小叶锦鸡儿群落(32.96%)过渡带人工杨树林(40.17%)。温度敏感性Q10值表现为芦苇草甸(2.83)过渡带人工杨树林(2.29,2.60)沙丘小叶锦鸡儿群落(1.40)无植被区(1.28)。沙丘-草甸梯级生态系统土壤呼吸及其变异系数、土壤呼吸的温度敏感性的空间变异规律基本相同,与地貌、植被特征相吻合。3.2014年人工杨树林和小叶锦鸡儿群落保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的季变化峰值均出现在8月份,人工杨树林的土壤呼吸明显大于小叶锦鸡儿群落的土壤呼吸。人工杨树林保留枯枝落叶土壤呼吸小于去除枯枝落叶,小叶锦鸡儿群落与人工杨树林不同,保留枯枝落叶土壤呼吸大于去除枯枝落叶。4.四个生态系统土壤呼吸与土壤温度(Ts)均呈正相关,但沙丘裸地和沙丘小叶锦鸡儿群落没有达到显著水平。土壤呼吸与土壤含水量(θs)的关系,沙丘裸地和沙丘小叶锦鸡儿群落呈显著正相关,得到促进土壤呼吸的最大阈值5.27%和5.66%；过渡带人工杨树林得到促进和抑制土壤呼吸的分界阂值15.09%；草甸芦苇群落呈显著负相关,得到抑制土壤呼吸的最小阂值31.23%。土壤呼吸与土壤含水量、土壤温度建立的综合关系模型相比单因子模型,其拟合度的提高除草甸芦苇群落和2014年过渡带人工杨树林以外均不明显。研究结果对揭示半干旱荒漠化地区不同生态系统土壤呼吸的变化规律与荒漠化防治与管理提供参考。
【关键词】：沙丘-草甸相间地区 枯枝落叶 不同生态系统 土壤呼吸 影响因子
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 引言9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-12
• 1.2.1 土壤呼吸研究历史10-11
• 1.2.2 干旱半干旱地区土壤呼吸研究进展11-12
• 1.3 土壤呼吸影响因素研究12-14
• 1.3.1 土壤温度12
• 1.3.2 土壤含水量12-13
• 1.3.3 枯枝落叶13
• 1.3.4 其他影响因素13-14
• 1.4 土壤呼吸温度敏感性14
• 1.5 土壤呼吸的定义14-15
• 1.6 主要的研究内容15-16
• 1.7 技术路线16-17
• 2 材料与方法17-26
• 2.1 研究区概况17-19
• 2.1.1 地形地貌及气象特征17
• 2.1.2 土壤与植被特征17-19
• 2.2 试验方法与数据处理19-25
• 2.2.1 气象监测及野外试验布设19-20
• 2.2.2 试验仪器的介绍20-23
• 2.2.3 土壤呼吸的观测23-24
• 2.2.4 数据处理与分析24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 土壤呼吸变化特征26-40
• 3.1 基本气象因子分析26
• 3.2 不同生态系统土壤呼吸日变化特征26-30
• 3.2.1 去掉和保留枯枝落叶土壤呼吸日变化特征26-27
• 3.2.2 三个生态系统土壤呼吸日变化特征27-30
• 3.3 不同生态系统土壤呼吸日变化的对比分析30-32
• 3.4 不同生态系统土壤呼吸月变化特征32-35
• 3.4.1 去掉和保留枯枝落叶土壤呼吸月变化特征32-34
• 3.4.2 三个生态系统土壤呼吸月变化特征34-35
• 3.5 枯枝落叶对不同生态系统土壤呼吸的影响35-37
• 3.6 不同生态系统土壤呼吸月变化对比分析37-38
• 3.7 本章小结38-40
• 4 土壤呼吸对环境因子的响应40-52
• 4.1 日土壤呼吸对环境因子的响应40-44
• 4.1.1 去掉和保留枯枝落叶土壤呼吸对环境因子的响应40-41
• 4.1.2 三个生态系统土壤呼吸对环境因子的响应41-44
• 4.2 不同生态系统日土壤呼吸与环境因子的关系分析44-45
• 4.3 生长季土壤呼吸对环境因子的响应45-50
• 4.3.1 去掉和保留枯枝落叶土壤呼吸对环境因子的响应45-48
• 4.3.2 三个生态系统土壤呼吸对环境因子的响应48-50
• 4.4 不同生态系统生长季土壤呼吸与环境因子的关系分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 结论与展望52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 存在的问题及展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-66
• 作者介绍66

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本文编号：917772