荒漠草原区针茅群落的空间格局及效应

发布时间：2020-04-12 01:55

【摘要】：荒漠草原植被的恢复对于维持中国北方生态屏障具有极其重要作用。严酷的自然环境和历史上过度的人为因素引起荒漠草原草地退化严重。封育禁牧作为最主要的草地退化恢复措施,实施多年来使得退化的草地植被覆盖度得到明显恢复。面对荒漠草原区严酷的自然条件,建立与与环境相适应的植被类型仍然是草地恢复悬而未解的问题。针茅群落作为荒漠草原原生植被类型,已经在长期的演化过程中形成了对该区域自然环境高度适应机制,尤其是其种群在生境水分因子的驱动作用下形成的特殊个体密度、大小等空间分布格局。土壤水分又是荒漠草原区域多种生态过程的关键驱动因子。因此,以针茅群落作为荒漠草原植被恢复的参考系统,基于针茅群落在生境中的空间分布格局研究,能够破解自然生态系统的结构信息,为建立与环境相适应的植被可持续恢复提供科学依据本研究以宁夏荒漠草原针茅群落为研究对象。于2017年在宁夏盐池县皖记沟行政村选择3个封育草地,每个草地中选择一个64 m2的大样方进行植被调查,采集其中11个1m2样方中成对的针茅斑块和土壤空斑0-10cm、10-20cm和20-40cm的土样,进行土壤含水量、pH值和CaC03含量的测定,同时在每个样地中选择大、中、小针茅丛各1个,分别从针茅中心向外和表层向下每隔5cm采集土样,并测定土壤含水量、pH值、有机碳、全氮、全磷、速效磷和碱解氮含量,采用物种—面积关系曲线、植物多样性指数、扩散系数法等分析方法,系统分析针茅群落结构特征、个体空间分布格局及其与生境土壤因子的响应机制。主要结果与结论如下:(1)封育禁牧后,荒漠草原针茅群落覆盖度达40%-70%,群落内部优势种为短花针茅、牛枝子和糙隐子草。群落种一面积曲线符合幂函数特征:S=6.40A030(P＜0.01),R2 = 0.99，种-面积曲线Z=0.30，属于岛屿或隔离斑块。(2)针茅群落内部优势种短花针茅、牛枝子和糙隐子草在0.25 m2和1 m2的尺度上呈均匀分布或集群分布,在4 m2、9 m2和16 m2尺度上均呈集群分布,形成了斑块状结构。不同物种的集群强度随尺度的增大逐渐增大,在4 m2尺度上达到最大,9 m2尺度上变得平缓。集群强度随着尺度增大而增加,这是植物本身的特性和对资源不足共同作用的结果。(3)从群落内部植株个体微尺度而言,相对于土壤空斑微生境,短花针茅个体微斑块生境0-10cm 土壤具有较高的土壤含水量和较低的pH值(P0.05)。从整个短花针茅的种群结构而言,以老龄个体为主的种群生境中CaCO3含量较低,但是年轻型的针茅群落不能降低CaC03含量;(4)针茅群落空间分布格局引起微尺度土壤资源空间异质性增强,土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷均表现出针茅丛的“肥岛”效应和土壤养分的“表聚”效应,而全磷没有“肥岛”作用,土壤水分含量是其成因的主要因素,且不同丛级的针茅对其土壤养分产生不同的影响,丛级越大,差异越显著。
【图文】：

示意图,样方,示意图,样地

２．３．１样地设置逡逑通过盐池县的高分卫星图像，选取封育时间较长、植被覆盖度高的围栏，对选取的点进行预逡逑勘察，在荒漠草原带不同梯度中迭择３块地形平坦的针茅样地。野外调查采用样方格子法（图２－１），逡逑在地势平坦的３个样地中，分别设置１个６４邋ｒａｆ（８ｍ＊８ｍ邋）的样地，并对其中的１个１６邋ｍ２（４ｍ＊４ｍ）逡逑的标准样方划分为１６个１邋ｍ２邋（ｌｍ＊ｌｍ）的样方，其中１个样方又被划分为４个１／４邋ｍ２的样方，，１／４逡逑Ｉｔｆ的１个样方再被划为４个１／１６邋ｍ３的样方，对第一个重复样地中的样方用“１－Ｘ”表示６再按照巢逡逑式样方合并法，将样方合并成为１／８邋ｍ２、１／２逦２邋ｒｔｆ、４邋ｎｆ、８邋ｍ２的样方各４个，１６邋ｍ２的样方１逡逑个，同时，对于每个４ｍ＊４ｍ的样方进行了加大，加大到８ｍ＊８ｍ，因此整个样地构成ｌ／１６ｉｔｆ、１／８逡逑ｎｆ、１／４邋ｎｆ、１／２邋ｍ２、ｌｍ２、２邋ｍ１、４邋ｍ２、８邋ｍ２、９邋ｉｔｆ、１６邋ｍ２和邋６４邋ｍ＊共邋１１邋个面积梯度。调查时，对逡逑１－１直至１－２２的每一个样方都做了以ｌ／４ｍ＊ｌ／４ｍ、ｌ／２ｍ＊ｌ／２ｍ或ｌｍ＊ｌｍ为单位详细调查，包括各逡逑样方内的植物名称、株丛数及基径

针茅,基径,样地

前期和老龄期５个年龄阶段。而一个合子发育而成的个体，其个体发育的年龄阶段是连续的［８３］。逡逑生物个体在反映其实际年龄特征的同时，反映着该个体的发育状态。逡逑如图３－１所示，根据调查，针茅基径值的分布不连续，针茅幼苗占针茅整个年龄阶段的最大逡逑比例，样地Ｉ中基径为０－２ｃｍ的针茅幼苗占４６％，在样地ＩＩ中占３４％，在样地ＩＩＩ中占４２％。但是逡逑中间缺失中龄苗，直接过渡到成龄和老龄苗，这说明针茅在盐池荒漠草原萌发较好，但是幼苗成逡逑长为中龄苗的可能性较小。研究区地处干旱半干旱地带，降水量少，集中在７－９月，且蒸发量大，逡逑干旱少雨造成植物对水分的竞争，针茅幼苗萌发比中龄苗和老龄苗生长消耗的水分多［８４］，土壤水逡逑分可能是造成针茅年龄结构不连续的主要因素。逡逑５０邋１逡逑！邋—逦５０邋１逦５0邋１逡逑Ｉ逦４０邋Ｊ逦Ｈ邋厂逡逑！３０、逦0邋３0邋ｊ邋ｎ逦，逦「逡逑销２０－逦３２0ｉ逦门逦sEｊ逡逑１叫邋ｎ邋ｎｒｉｎ邋１０１邋ｒｉｎｎ邋二彳邋＾＾逡逑０４逦；逦：逦Ｔ邋，逦０邋”二Ｔ－；了邋；邋－邋只；—：，逦０－２邋３－５邋６－１０邋１１－１５邋
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S812

【参考文献】