高原鼢鼠鼠丘对高寒草甸植物群落和土壤养分的影响
发布时间：2020-08-21 19:30
【摘要】：高原鼢鼠(Eospalax fontanierii)是青藏高原地区特有的营地下生活的小型啮齿类动物,其造就的鼠丘星罗棋布的镶嵌于高寒草甸。鼠丘对植被和土壤的影响包括裸斑效应和边缘效应两方面,从而综合影响高寒草甸。边缘效应是鼠丘边缘植物群落及其个体适应干扰后生境的现象,边缘区植物群落结构和功能会发生一定程度改变。目前关于高原鼢鼠鼠丘的研究却主要集中于裸斑效应,仅有少数研究关注到边缘效应。无论是裸斑效应还是边缘效应,现有研究大多囿于一个地点。高原鼢鼠分布面积大,不同栖息点生态环境存在较大差异,然而不同地点高原鼢鼠鼠丘裸斑效应和边缘效应的影响是否类同,尚需要科学研究提供证据,因此需要同步开展两个或两个以上地点的高原鼢鼠鼠丘裸斑效应和边缘效应,以期明晰高原鼢鼠鼠丘影响植被和土壤的共性特征。因此本研究以甘肃碌曲县和夏河县为对象,同步研究了高原鼢鼠鼠丘的裸斑效应和边缘效应对植物群落和土壤养分的影响。得到如下主要结果:1、鼠丘裸斑区形成以1-2年生杂类草为主的裸斑效应,边缘区形成以多年生禾本科为主的边缘效应。碌曲县和夏河县新生鼠丘裸斑效应和边缘效应的响应均趋同。裸斑区均形成以1-2年生杂类草为主,未发现豆科和莎草科植物的裸斑效应。边缘区均形成以多年生禾本科植物垂穗披碱草(Elymus nutans)和波伐早熟禾(Poa poophagorum),以及多年生杂类草冷蒿(Artemisia frigida)和莓叶委陵菜(Potentilla fragarioides)等竞争耐受型植物为主的边缘效应。2、鼠丘裸斑效应产生了较校的植株高度、盖度、生物量和丰富度,边缘效应产生了较高的群落高度、地上生物量和物种丰富度。碌曲县和夏河县新生鼠丘植物群落数量及表观特征产生的裸斑效应和边缘效应均趋同。与原生对照区相比,鼠丘裸斑效应带来较低的植物群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、总生物量和丰富度指数,而边缘效应带来较高的植株高度、地上生物量和物种丰富度。裸斑效应造成植物群落高度和地上生物量主要受杂类草功能群的影响,而边缘效应造成群落高度和地上生物量主要受禾本科功能群的影响,物种多样性受杂类草功能群的影响,这说明鼠丘边缘效应对裸斑效应所造成的生物量和多样性损失具有一定的补偿作用。3、鼠丘裸斑效应改变了土壤全效和速效养分的垂直分布格局,边缘效应对土壤养分的垂直分布格局没有影响。碌曲县和夏河县新生鼠丘对土壤养分的裸斑效应和边缘效应大致趋同。与原生草地土壤养分含量相比,裸斑效应对土壤0-10 cm和10-20 cm土层中养分含量的影响不一致,表现为降低了0-10 cm土层中土壤全效养分(有机碳、全氮、全磷),增加了0-10 cm土层中速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷),以及10-20 cm中全效养分(有机碳、全氮、全磷)和速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)。边缘效应造成边缘区0-10 cm和10-20 cm两个土层中全效养分(有机碳、全氮)和速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)含量均高于原生植被区土壤养分,说明边缘效应具有富集土壤养分的作用。4、高原鼢鼠鼠丘裸斑效应和边缘效应均改变了植被与部分土壤养分间的相关关系。碌曲县和夏河县植被高度、盖度、生产力和丰富度主要受0-10 cm土层中土壤养分含量的影响。与对照区相比,裸斑效应和边缘效应均改变了0-10 cm和10-20 cm土层中部分土壤养分和植物群落特征间的相关关系,但后者相关性较弱。裸斑效应造成群落高度和生产力与有机碳和全氮显著正相关,边缘效应造成群落高度、盖度和生产力与有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮显著正相关。综上所述,不同地点植物群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、总生物量和物种丰富度对高原鼢鼠鼠丘裸斑效应和边缘效应的响应一致。不同地点0-10 cm土层中的有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、全磷、速效磷和10-20cm土层中的全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量对鼠丘裸斑效应和边缘效应的响应一致。裸斑效应通过改变土壤养分含量的垂直分布格局对土壤产生影响,边缘效应导致土壤全效和速效养分均在边缘区富集。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S812.2
【图文】：
右（王权业和樊乃昌, 1987; 张堰铭, 1999）。高原鼢鼠的食物主要来源于 3~20 cm土层中的植物根系（茎）（张堰铭和刘季科, 2002），包括 1 年生、多年生禾本科、杂类草和部分灌木的根和芽（王权业等, 2000a; 张堰铭和刘季科, 2002; 苏军虎等, 2017），喜食杂类草，优先采食植物地下多汁的营养贮藏器官，如美丽风毛菊（Sausserua superba）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、直立梗唐松草( Thalictrum alpinum)、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、垂穗披碱草（Elymusnutans）的根系部分（王权业等, 2000a; 苏军虎等, 2017）。高原鼢鼠挖掘洞道时，先用大而结实的门齿咬断土层下面的植物根系（Zhang et al., 2003），再利用粗壮有力的前肢不断挖掘，后肢在挖掘过程中起到支撑身体的作用（王权业等,2000b; 苏建平, 1992），然后用坚硬的头部不断将刨出的土推出洞外，堆成鼠丘。高原鼢鼠挖掘形成的土丘有多有少，最高可达 3000~4700 个/hm2，平均每只鼢鼠可以堆积 100~170 个鼠丘。高原鼢鼠常年保持活跃，夏季天气炎热时堆积的鼠丘数量要比春季和秋季少，而冬季因土壤冻结其造丘数量达到最少（王权业和樊乃昌, 1987）。
第二章 研究区概况和研究方法2.1 研究区自然概况2.1.1 地理状况研究区域位于中国青藏高原东部地区甘南藏族自治州的碌曲县（102°18'3E, 34°20'36″ N）和夏河县（102°27'36″ E, 35°08'06″ N）两地（图 2-1）。两个点的海拔高度分别为 3410 m 和 3050 m，二者均属于青藏高原气候带高原寒湿润气候区，高原大陆性气候特点比较明显，区域内冬长无夏，春秋短促，寒阴湿。年平均气温分别为 2.3 ℃和 2.1 ℃，无绝对无霜期，年均降水量分为 640 mm 和 580 mm，降水量集中在每年 7-8 月，年太阳总辐射量分别51983.9 J/cm2和 50621.4 J/cm2，年总日照时数分别为 2222 h 和 2172 h，灾害天气频繁。
边缘区和对照区要在鼠丘四个方位均进行调查和取样（图 2-2）。因此，1个鼠丘的裸斑区样方 1 个，边缘区和对照样方均 4 个。每个地点裸斑区 30 个样方，边缘区 120 个样方，对照区 120 个样方。对每个样方中的植物种类进行识别，并记录物种数；采用针刺法测定每个样方内每个物种的盖度，取其平均值。植物群落高度采用随机测定样方内 100株植物株高（自然高度）的方法确定（不足 100 株则测定样方内所有植株的高度，然后取平均值）。种群密度测定时区分单子叶植物和双子叶植物，采取不同的测定方法（晁X椆
本文编号：2799772
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S812.2
【图文】：
右（王权业和樊乃昌, 1987; 张堰铭, 1999）。高原鼢鼠的食物主要来源于 3~20 cm土层中的植物根系（茎）（张堰铭和刘季科, 2002），包括 1 年生、多年生禾本科、杂类草和部分灌木的根和芽（王权业等, 2000a; 张堰铭和刘季科, 2002; 苏军虎等, 2017），喜食杂类草，优先采食植物地下多汁的营养贮藏器官，如美丽风毛菊（Sausserua superba）、鹅绒委陵菜（Potentilla anserina）、直立梗唐松草( Thalictrum alpinum)、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、垂穗披碱草（Elymusnutans）的根系部分（王权业等, 2000a; 苏军虎等, 2017）。高原鼢鼠挖掘洞道时，先用大而结实的门齿咬断土层下面的植物根系（Zhang et al., 2003），再利用粗壮有力的前肢不断挖掘，后肢在挖掘过程中起到支撑身体的作用（王权业等,2000b; 苏建平, 1992），然后用坚硬的头部不断将刨出的土推出洞外，堆成鼠丘。高原鼢鼠挖掘形成的土丘有多有少，最高可达 3000~4700 个/hm2，平均每只鼢鼠可以堆积 100~170 个鼠丘。高原鼢鼠常年保持活跃，夏季天气炎热时堆积的鼠丘数量要比春季和秋季少，而冬季因土壤冻结其造丘数量达到最少（王权业和樊乃昌, 1987）。
第二章 研究区概况和研究方法2.1 研究区自然概况2.1.1 地理状况研究区域位于中国青藏高原东部地区甘南藏族自治州的碌曲县（102°18'3E, 34°20'36″ N）和夏河县（102°27'36″ E, 35°08'06″ N）两地（图 2-1）。两个点的海拔高度分别为 3410 m 和 3050 m，二者均属于青藏高原气候带高原寒湿润气候区，高原大陆性气候特点比较明显，区域内冬长无夏，春秋短促，寒阴湿。年平均气温分别为 2.3 ℃和 2.1 ℃，无绝对无霜期，年均降水量分为 640 mm 和 580 mm，降水量集中在每年 7-8 月，年太阳总辐射量分别51983.9 J/cm2和 50621.4 J/cm2，年总日照时数分别为 2222 h 和 2172 h，灾害天气频繁。
边缘区和对照区要在鼠丘四个方位均进行调查和取样（图 2-2）。因此，1个鼠丘的裸斑区样方 1 个，边缘区和对照样方均 4 个。每个地点裸斑区 30 个样方，边缘区 120 个样方，对照区 120 个样方。对每个样方中的植物种类进行识别，并记录物种数；采用针刺法测定每个样方内每个物种的盖度，取其平均值。植物群落高度采用随机测定样方内 100株植物株高（自然高度）的方法确定（不足 100 株则测定样方内所有植株的高度，然后取平均值）。种群密度测定时区分单子叶植物和双子叶植物，采取不同的测定方法（晁X椆
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