【摘要】：從全球范圍看,干旱半干旱地區(qū)占陸地表面積五分之二以上,不僅是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,同時(shí)也是最為脆弱的生態(tài)類型之一。沙柳是毛烏素沙地多年來防風(fēng)固沙的"先鋒樹種",它防風(fēng)沙,保水土的作用被人們所熟知,但對(duì)大氣碳循環(huán)的作用往往被忽略。土壤作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,對(duì)全球碳循環(huán)起著舉足輕重的作用。而土壤呼吸是土壤碳素向大氣輸入的主要途徑。本文旨在研究干旱半干旱地區(qū)不同砍伐方式對(duì)沙柳林土地利用系統(tǒng)的作用,尤其是對(duì)土壤呼吸的影響,從而探索出一種生態(tài)效益最優(yōu)的沙柳采伐方式。本文以毛烏素沙地人工沙柳防護(hù)林為研究對(duì)象,分別測定了皆伐作業(yè)、間伐作業(yè)下的土壤呼吸速率、土壤溫度和土壤濕度。研究并探討了不同砍伐方式對(duì)土地利用系統(tǒng)的影響,分析了土壤溫度、土壤濕度和土壤呼吸速率的相關(guān)性,并構(gòu)建了土壤呼吸速率和土壤溫度、土壤濕度的單因素模型以及與溫濕度的雙因素模型。研究結(jié)果如下:(1)土壤呼吸速率具有典型的日變化特征,具體表現(xiàn)為單峰曲線,峰值出現(xiàn)在12-14點(diǎn)左右,與土壤溫度日變化特征有高度一致性。土壤呼吸速率的季節(jié)最大值出現(xiàn)在夏季,冬季土壤呼吸速率最小。春、夏兩季土壤呼吸速率日變化幅度較大,秋冬季節(jié)變化幅度較小。(2)皆伐與間伐對(duì)10月份不同土壤深度的土壤溫度均有顯著影響(p0.05)。和對(duì)照組相比,皆伐顯著增加了7月份5cm、10cm、15cm土層的土壤溫度(p0.05)。不同砍伐方式的樣地土壤含水量(0-5cm、5-10cm、10-15cm)的大小總體呈現(xiàn)隨季節(jié)變化而減小的趨勢,間伐、皆伐后土壤含水量均表現(xiàn)出不同程度的下降。皆伐樣地土壤呼吸速率的日變化幅度大于間伐樣地和對(duì)照樣地。皆伐樣地土壤呼吸速率在7月份大于間伐和對(duì)照樣地且具有顯著差異(p0.05),其他季節(jié)差異均不顯著(p0.05)。(3)在所有樣地中,土壤呼吸速率與地表溫度、地下5cm、10cm、15cm土壤溫度都具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.001),而與各層次土壤含水率相關(guān)性較弱。(4)三樣地土壤呼吸速率與地表溫度、地下5cm、10cm、15cm土壤溫度都具有極顯著的指數(shù)關(guān)系(P0.001)。本研究的Q,。變化范圍皆伐樣地是1.8-2.7;間伐樣地是2.0-3.0;對(duì)照樣地是1.9-2.9。不同砍伐方式下土壤呼吸的溫度敏感性系數(shù)差別不大。土壤呼吸速率與土壤5-10cm 土壤含水量的一元二次函數(shù)模型能夠較好地解釋土壤呼吸的變化,即土壤含水量小于15%時(shí),土壤呼吸速率與土壤濕度正相關(guān),而超過15%時(shí),二者顯示為負(fù)相關(guān)。(5)在所有樣地中,與單因素模型相比,多元回歸模型對(duì)土壤呼吸變化的解釋能力均有了不同程度的提高。地下5cm、10cm、15cm 土壤溫濕度分別能夠解釋皆伐樣地土壤呼吸速率變化的93%,94.2%,92.2%;分別能夠解釋間伐樣地的94%,94.1%,93.4%;分別能夠解釋對(duì)照樣地的92.9%,82.8%,89.1%。這說明土壤呼吸變化主要受溫濕度的綜合影響。(6)綜合來看,間伐作業(yè)既滿足了沙柳萌蘗更新采伐的需要,又將砍伐對(duì)環(huán)境的影響降到最低。因此,從土地利用系統(tǒng)的生態(tài)效益分析考慮,間伐作業(yè)是毛烏素沙地人工沙柳防護(hù)林的最優(yōu)采伐方式。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S714
【圖文】：

２研究區(qū)概況逡逑２．邋１地理位置逡逑毛烏素沙地地處于北緯３７°２０＇？３９°２（Ｔ，東經(jīng)１０７°２（／？１１１°３０＇（圖２．邋１），占地逡逑總面積大約４萬ｋｍ２，三分之二分布在內(nèi)蒙古鄂爾多斯，另外三分之一分布在陜西榆逡逑林和寧夏地區(qū)。海拔１０００？１６００ｍ，西北部稍高為１４００？１５００ｍ，東南部河谷低至逡逑９５０ｍ，由西北向東南降低，個(gè)別地區(qū)可達(dá)到１６００ｍ。地形主要包括丘陵、梁地、平逡逑緩的沖積臺(tái)地、丘間低地等，地貌呈“梁地、灘地、沙地”相間的特點(diǎn)［７５］。逡逑］0８°Ｒ邐）０９°Ｅ邐ＩＩ０°Ｅ逡逑—ｉ邐．逡逑３９ＣＮ邐—Ｊ邐神邋＞逡逑Ａ：、逡逑ｆ邋ｆｔ逡逑）邐ｉ．Ｖ邐ｔｇ邐＾逡逑Ｌ邋—邋＃邋ｒ」邐邐逡逑３ＳａＮ邋－邋Ｊ邐ＰＪ邐結(jié)－）逡逑沁邋？邋ｉ邋Ａ逡逑ｆ｝邋運(yùn)邐一邋一邋＼縣邐縣旗（界）逡逑邊邐——毛烏素沙逡逑（丨邋３０邋６０ｆｃｍ邋遙邊界逡逑＿邐圖２．１毛烏素沙地分布逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｍｕ邋Ｕｓ邋Ｓａｎｄｙ邋Ｌａｎｄ逡逑２．２氣候與土壤逡逑該地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，日常空氣干燥，多風(fēng)，蒸發(fā)強(qiáng)，霜凍期長；多年平逡逑均氣溫為７．０？８．邋５°Ｃ，年均降水量２７０？３５０ｍｍ，主要發(fā)生于夏季７、８、９月，年蒸逡逑發(fā)量是年降水量的６．邋５倍。年平均日照時(shí)數(shù)２９５６．邋６ｈ，無霜期平均為１４０？１５０ｄ。逡逑鄂爾多斯高原西部梁地土壤大多為褐色土、灰鈣土和近代形成的風(fēng)沙土

圖４．邋５皆伐、間伐對(duì)不同月份土壤含水量（０－５ｃｍ、５－１０ｃｍ、１０－１５ｃｍ）的影響逡逑Ｆｉｇ．４．５邐Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｔｈｉｎｎｉｎｇ邋ｃｕｔ邋ａｎｄ邋ｃｌｅａｒ邋ｃｕｔ邋ｏｎ邋ｄｅｐｔｈｓ邋（０－５ｃｍ、５－１０ｃｒｒｕ邋１０－１５ｃｍ）邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ｗａｔｅｒ邋ｃｏｎｔｅｎｔ逡逑由圖４．５可以看出，皆伐樣地、間伐樣地和對(duì)照樣地０－５ｃｍ土壤含水率的變化趨逡逑勢均表現(xiàn)為隨季節(jié)的變化而逐漸降低。皆伐樣地、間伐樣地和對(duì)照樣地０－５ｃｍ土壤逡逑含水率最大月份（４月）和最小月份（１２月）的差異分別是：５．９３％、５．１５％、４．３７％。逡逑不同試驗(yàn)林地之間對(duì)比發(fā)現(xiàn)，平均含水率（0－５ｃｍ）皆伐樣地、間伐樣地分別是對(duì)逡逑照組的７２％和９５％。皆伐和間伐均降低了０－５ｃｍ的土壤含水率。尤其是皆伐樣地，土逡逑壤平均含水率明顯下降。逡逑皆伐樣地、間伐樣地５－ｌＯｃｍ邋土壤含水率的變化趨勢表現(xiàn)為隨季節(jié)變化而逐漸降逡逑低

注：Ａ為皆伐樣地，Ｂ為間伐樣地，Ｃ為對(duì)照樣地。逡逑Ｎｏｔｅ：邋Ａ邋ｄｅｎｏｔｅｄ邋ｃｌｅａｒ－ｃｕｔ邋ｐｌｏｔ，邋Ｂ邋ｄｅｎｏｔｅｄ邋ｔｈｉｎｎｉｎｇ－ｃｕｔ邋ｐｌｏｔ，Ｃ邋ｄｅｎｏｔｅｄ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｐｌｏｔ．逡逑圖４．邋８邋土壤呼吸速率與土壤濕度的函數(shù)關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．４．８邋Ｔｈｅ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ邋ｏｆ邋ｓｏｉｌ邋ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ邋ｒａｔｅ邋ａｎｄ邋ｍｏｉｓｔｕｒｅ逡逑４．４．４邐土壤呼吸速率與土壤溫濕度的關(guān)系逡逑利用線性回歸中的逐步回歸分析法對(duì)土壤呼吸速率與溫度、濕度進(jìn)行了多元線性逡逑回歸分析，結(jié)果如下：逡逑Ｙ邋＝邋ａ邋＋邋ｂＴ邋＋邋ｃＷ邐（４）逡逑式中，Ｙ為土壤呼吸速率，Ｔ為土壤溫度，Ｗ為土壤含水率，ａ，邋ｂ，ｃ為模型參數(shù)。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2772993