祁连山排露沟流域草地植被特征及其对水分条件的响应

发布时间：2016-11-03 16:10

  本文关键词：祁连山排露沟流域草地植被特征及其对水分条件的响应，由笔耕文化传播整理发布。

《甘肃农业大学》 2014年

祁连山排露沟流域草地植被特征及其对水分条件的响应

常博  

【摘要】：祁连山脉位居青藏高原的北缘，中国青海省东北部与甘肃省西部边境，是中国境内主要山脉之一，属褶皱断块山。祁连山区由于所处的地理位置具有一定的特殊性，形成了一个复合生态系统。在这个复合的生态系统中，包括森林、草原、沙漠、冰川冻土和雪山等多个子生态系统。区内植被茂盛，结构复杂，群落类型丰富并多以天然林为主，这些为研究植被和水分条件的关系提供了有利条件。草地作为植被的重要组成部分，在生态环境上具有调节气候、保持土壤水分、减少水土流失和促进生态平衡的作用，在经济上是畜牧业的支柱。祁连山是我国西北内陆河流黑河、石羊河和疏勒河的发源地和河西绿洲的水源地，对祁连山草地植被的研究不仅具有重要的环境意义，还具有深远的社会经济意义。因此，本研究以祁连山排露沟流域2700m不同坡向的草地为研究对象，在2011年对样地的草地植被特征（草本生物量、草本盖度和草本高度）以及水分条件（降水量、土壤含水量、草地蒸散量）等因子进行调查和测定，对草地植被特征与水分条件的关系进行研究，并对阳坡草地的水量平衡进行分析，旨在揭示排露沟流域草地植被的特征及其耗水规律，为流域森林植被恢复与重建提供科学依据。本研究取得的主要结论如下： （1）样地的水分变化特征 1）祁连山排露沟流域降水季节变化明显，有明显的干湿季之分。2011年总降水量为343.4mm，生长季(5—9月)降水量为302.3mm，占全年降水量的88.03%；非生长季降水量41.1mm，占全年降水量的11.97%。 2）不同坡向草地的土壤含水量随季节变化趋势基本一致，且阴坡草地土壤含水量都大于阳坡的。土壤含水量在生长季前期和后期波动较小，中期波动较大，草地生长不同时期土壤含水量差异的原因可能与降水量、降水强度和植被生长等因子有关。表层土壤含水量变化较大，表层以下土壤含水量相对稳定，且土壤含水量随着土层深度的增加都呈减小的趋势。 3）不同坡向草地蒸散量季节动态规律均表现为单峰型，在7、8月达到蒸散量的峰值，平均为2.83mm/d。草地蒸散量变化规律：对照裸地蒸散量＞草地蒸散量，阴坡草地蒸散量＞阳坡草地蒸散量。草地蒸散量以土壤蒸发为主；草地降水的绝大部分消耗于草地蒸散。降水量、气温、空气相对湿度、风速、土壤含水量、太阳辐射是草地蒸散量的主要影响因子，其中降水量、气温与草地蒸散量之间具有较高的线性相关(R2=0.861)。 （2）`样地的草地植被特征 1）不论是阳坡还是阴坡，7月份的草本高度高于6月份的。同时，相同月份内各坡位植被生长高度差异明显，这可能与不同坡位植物构成和降水存在差异有直接关系。对不同坡向草本生长高度进行比较，6、7月份阴坡草本平均生长高度分别为7.0cm和10.9cm，而阳坡草本平均生长高度分别为5.2cm和9.5cm，，得出阴坡草本生长高度＞阳坡草本生长高度。随着降水的增多和温度的升高，在7月份阴坡和阳坡的草本盖度都达到100%。 2）2011年生长季，阳坡草本生物量平均为1601.89g/m2，其中地上、地下生物量分别为168.42g/m2、1433.47g/m2，阴坡草本生物量平均为2058.14g/m2，其中地上、地下生物量分别为276.90g/m2、1781.24g/m2。地下生物量明显大于地上生物量，阳坡草本地下草本生物量约为地上的6.74倍，阴坡草本地下生物量约为地上的6.22倍。 （3`）草地植被特征与水分条件的关系 1）随着月降水量的增多，阳坡草本地上生物量呈现先减小后增大的趋势，阳坡草本地下生物量呈逐渐增大的趋势。阴坡草本地上和地下生物量随着降水量的增加均呈U型变化的趋势。草本生物量与降水量的相关性系数表现为：阳坡地上生物量（R2=0.991）、阳坡地下生物量（R2=0.918）、阴坡地上生物量（R2=0.870）、阴坡地下生物量（R2=0.755），不同坡向的草本生物量与降水量的相关系数均表现为地上生物量＞地下生物量，降水量对草本地上生物量的影响大于草本地下生物量。 2）对祁连山草本生物量与土壤含水量的定量研究表明，阳坡草本地上生物量随着土壤含水量的增加呈先减少后增加的趋势（R2=0.887）；阳坡草本地下生物量随着土壤含水量的增加呈增加的趋势，两者呈正相关关系（R2=0.760）；阴坡草本地上生物量随着土壤含水量的增加呈增加的趋势（R2=0.643）；阴坡草本地下生物量随着土壤含水量的增加呈先增加后减小的趋势（R2=0.690）。说明土壤含水量对不同坡向草本生物量的影响程度不同，它是环境因子综合作用的结果。 3）对祁连山排露沟流域2700m的草地月蒸散量和草本生物量的关系进行研究，就阳坡草地而言，阳坡草本地上生物量随着阳坡草地月蒸散量的增加呈先增加后减小的倒U型变化趋势（R2=0.779），阳坡草本地下生物量随着阳坡草地月蒸散量的增加呈先减小后增加的U型变化趋势，两者具有显著相关性（P=0.037，R2=0.999）。阴坡草本地上生物量随着阴坡草地月蒸散量的增加呈减小的变化趋势（R2=0.436），阴坡草本地下生物量随着阳坡草地月蒸散量的增加也呈减小的变化趋势（R2=0.899）。 （4）阳坡草地水量平衡初步研究 2011年生长季内总降水量为297.4mm，阳坡草地总蒸散是最大的水分输出量，为302.4mm；其次0-40cm土层土壤水分变化量都是正值，说明土壤水分得到补给，阳坡草地土壤水分总变化量为218.6mm；草地的平衡项大多数表现为负值，负值时表示本层得到相邻土层的水分垂直输入或侧向补充。2011年生长季的水量平衡项为负值，说明本区草地植被样地属于水分输入型，不利于草本植物的生长和发育。

【关键词】：
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：Q948
【目录】：

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