鄂尔多斯高原西部植被—土壤—土壤动物对荒漠化的响应

发布时间：2020-07-23 18:02

【摘要】：荒漠化被列为影响全球环境变化的十大问题之首。本文在概括了国内外荒漠化概念演变及荒漠化过程研究现状的基础上,分析了当前研究中存在的不足,即缺乏植被和土壤(包括土壤动物)对荒漠化过程响应的研究。本文以处于草原与荒漠过渡带的鄂尔多斯高原西部为典型区,从区域和生态系统两种尺度出发,结合不同时期TM影像数据与野外群落调查以及土壤理化性状分析,在区域荒漠化现状与动态监测的基础上,分析了短花针茅群落和狭叶锦鸡儿群落及其土壤理化性状和大型土壤动物群落的变化过程,并对植被-土壤-土壤动物对荒漠化过程的响应进行了探讨,不仅具有重要的理论价值,而且可以为区域荒漠化的防治提供科学依据。 TM遥感影像解译数据表明,1989 2005年研究区荒漠化形势十分严峻并呈逐渐恶化态势,平均荒漠化率近80%,风蚀荒漠化、水蚀荒漠化和盐渍化面积比大致为65:10:5。荒漠化面积年平均增长率为0.35%。其中,风蚀荒漠化和盐渍化均呈增加趋势,水蚀荒漠化呈减少趋势,年平均变化率分别为0.36%、-0.06%和0.97%。风蚀荒漠化以轻度和中度为主,水蚀荒漠化以中度和重度荒漠化为主,盐渍化以极重度盐渍化为主。20世纪80年代末荒漠化程度最轻,2005年最重。未荒漠化和荒漠化土地之间、不同程度荒漠化土地之间的转化比较普遍,导致荒漠化程度不断加重。研究区荒漠化的扩展和加剧是气候暖干化与不合理的人类活动综合作用的结果。研究表明,研究区植物群落对荒漠化的响应明显。随着荒漠化程度的加重,植物群落物种总数和物种丰富度均呈减少趋势,地上生物量下降明显,极重度荒漠化阶段只相当于20世纪80年代中期的20 25%;群落多样性指数总体上呈降低趋势,群落结构趋于简单。冷蒿、垫状锦鸡儿、油蒿、银灰旋花等植物对严重退化短花针茅群落具有一定指示性,蒙古虫实、沙生针茅、刺叶柄棘豆和银灰旋花等与严重退化狭叶锦鸡儿群落关系密切。土壤理化性状对荒漠化的响应主要表现为土壤含水量逐渐减少,容重和紧实度逐渐增加,表层砂粒增加而粘粒减少;土壤pH值升高,有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷含量减少,其中有机质、全氮、速效氮变化较为明显。土壤理化性状与植被指标之间相关性明显。由此可知,土壤理化性状的退化与荒漠化导致的植被退化关系密切。研究表明,大型土壤动物优势类群为蚁科和金龟子幼虫,常见类群为蜘蛛目、叶甲科幼虫、拟步甲科、双翅目幼虫、金龟子科、步甲科和土蝽科。随着荒漠化程度的加重,短花针茅和狭叶锦鸡儿生境大型土壤动物群落类群数、个体密度逐渐降低,但显著性差异主要重度以上荒漠化阶段。短花针茅生境大型土壤动物群落的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef's丰富度指数和Pielou均匀度指数随着荒漠化的加重呈降低趋势,Simpson's优势度指数变化规律基本相反。随着荒漠化的加重,狭叶锦鸡儿生境大型土壤动物群落的上述指数变化规律不明显。梯度分析发现,不同荒漠化生境及其大型土壤动物的分布反映了荒漠化导致的植物群落和土壤理化性状的退化。在荒漠化发展进程中,土壤有机质和营养状况首先发生变化并影响其他土壤理化性状和植被的生长,进而影响土壤动物群落。而植被和土壤动物群落的改变又会反过来影响土壤理化性状。三者之间互相影响、互相制约,共同决定着荒漠化的进程。植被土壤土壤动物群落对荒漠化的响应必将影响区域土地生态系统结构和功能的稳定性,进而影响区域生态安全。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X171

【参考文献】