红原高寒草地沙化进程中植物群落及土壤理化性状特征研究

发布时间：2017-11-05 10:22

  本文关键词：红原高寒草地沙化进程中植物群落及土壤理化性状特征研究

  更多相关文章： 沙化 高寒草地 植物群落 土壤理化性状 碳密度

【摘要】：为研究沙化加剧过程中,高寒草地植物群落和土壤理化性状的变化规律,选取四川省红原县一处典型沙化地为例,采用样线与样方相结合的方法,样线共4条,每条样线设置6个样方,沿沙化程度加剧方向,依次为：沼泽区域(Swamp, S),沼泽草甸过渡区域(SM),草甸区域(Meadow, M),轻度沙化区域(Slight Desertification, SD),中度沙化区域(Moderate Desertification, MD)和重度沙化区域(Heavy Desertification,HD)。通过植物群落学调查和土壤理化性状分析,得出如下结论：(1)沙化加剧过程中,高寒草地物种组成发生了较显著变化,丰富度和Shannon-Wiener多样性指数呈先增大后减小,M区域丰富度最大,而Simpson多样性指数和Peilou均匀度指数呈先增加后保持平稳,并且二者之间呈正相关。同时,草地群落密度、盖度、地上和地下生物量随沙化进程加剧而降低,在S区域,地下20-40cm生物量达到17805.46±7635.396 kg·hm2。此外,沙化进程加剧过程中,密度(Y)与盖度(X)呈正相关,Y=-214.469+X*14.043(R2=0.780,P0.05)。最后,生物量碳密度,包括地上生物量和地下各层碳密度,也是随沙化进程加剧而呈降低趋势,并且地上生物量碳密度与地上生物量,地上生物量碳密度与地上生物量和土壤20-40 cm含水量之间拟合度较高,回归系数分别达到0.994(F=654.572)和1.000(F=3971.431)。因此,沙化进程加剧,不利于高寒草地密度、盖度、生物量和生物量碳密度的提高。(2)土壤理化性状方面,土壤容重随沙化进程加剧而增大,在S区域最小(0.95～1.00 g.cm3),HD区域最大(1.42～1.44 g·cm3)。同时,土壤含水量、有机质、全氮和全磷含量降低,土壤水分和养分在S区域最大,HD区域最小。其中,含水量大约从50%降低到7%左右,有机质从2.2%降低到0.2%,全氮从0.11%降低到0.01%,全磷从0.15%降低到0.10%左右,全磷降低幅度较小。20-40 cm(Y1)和40-60 cm(Y2)深度容重与地上生物量负相关,Y1=0.844-X*4.769*10-6(R2=0.844,P0.05)Y2=1.427-X*5.332*10-6(R2=0.898,P0.05)。而土壤有机质与含水量、盖度、密度正相关,土壤碳密度与土壤有机质、地下生物量正相关,并具有较高拟合度,其中20-40 cm土壤碳密度与同层土壤有机质(X1)和地下生物量(X2)拟合度最高,Y=1925.824+X1*16961.026-X2*0.663(R2=0.999,F=1417.193,P0.01)。因此,高寒草地沙化是一个土壤质地粗粒化、干早化和贫瘠化过程,并伴随着土壤自身固碳潜力降低。(3)高寒草地生态系统碳密度随生物量碳密度和土壤碳密度的减小而降低,从S区域的82621.91kg·hm-2,减小到HD区域的5485.50 kg·hm-2。草地生态系统碳密度与丰富度、密度、地上生物量、地下0-60 cm生物量碳密度、40-60 cm有机质和0-60cm土壤碳密度呈正相关,尤其是与0-60 cm土壤碳密度拟合较好,Y=-1392.481+X*1.159(R2=0.997,F=1289.929,P0.01)。因此,沙化进程加剧改变了物种组成,降低了植物密度、盖度、地上和地下生物量及其碳密度。同时,沙化加剧过程中,土壤容重增大,土壤含水量、有机质、全氮、全磷和土壤碳密度降低。最后,地上生物量、地下生物量和土壤碳密度降低,导致了草地生态系统碳密度的降低。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812

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本文编号：1143796