發(fā)布時(shí)間：2020-04-17 15:32

【摘要】：本文采用野外定期觀測、室內(nèi)土壤種子庫萌發(fā)法、野外水分梯度激發(fā)和土壤微生物野外原位礦化等方法,以寧夏東部荒漠草原不同年限檸條(Caragana Korshinskii)灌叢引入過程(14年封育草地/FY、放牧地/F、3年灌叢地/NT3、12年灌叢地/NT12、22年灌叢地/NT22)和不同間距灌叢引入過程(14年封育草地/FY、放牧地/F、間距40m/NT40、間距8m/NT8、間距2m/NT2灌木地)的植物群落、土壤碳氮、土壤呼吸、土壤種子庫、土壤微生物等生物非生物因子觀測為基礎(chǔ),開展植被多樣性、土壤理化特性、土壤種子庫多樣性和土壤微生物隨著灌叢引入的變化特征以及在此過程中土壤水分對土壤種子庫、土壤微生物礦化影響研究,以期揭示寧夏荒漠草原灌叢引入過程中對植物群落特征、土壤種子庫和土壤微生物活動的影響及其對土壤水分的響應(yīng)特征,為干早半干旱荒漠草原區(qū)恢復(fù)可持續(xù)性提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。主要獲得以下結(jié)果與結(jié)論:1)隨著荒漠草原灌叢引入年限及密度增加,加速了土壤水分深層土壤水分利用和消耗,0-200cm土壤含水量范圍為4.44%-13.32%,顯著低于FY、F土壤水分,NT22和NT2土壤水分達(dá)到最低;由于深層土壤水分的消耗,不同年限及間距引入灌叢地土壤水分在春季返潮上升期顯著低于FY、F(P0.05);土壤有機(jī)碳隨灌叢引入呈增加趨勢,灌叢地土壤有機(jī)碳含量均高于FY、F,在0.5063-4.2293 g/kg之間;土壤全氮含量整體呈增加趨勢,土壤全氮范圍在0.0504-0.5080 g/kg之間。2)隨著荒漠草原灌叢引入年限及密度增加,地上草本植物的多樣性、豐富度等均呈下降趨勢,FY植物群落蓋度、生物量、多樣性、豐富度和均勻度指數(shù)指數(shù)顯著高于其他樣地(P0.05);一年生草本密度顯著高于其他多年生草本,密度高達(dá)83-429株/m3,占整個物種密度的92.3%,且灌叢地顯著高于FY、F(P0.05),NT40為最高;物種種類僅為12種,菊科比例明顯高于其他科屬植物,且各樣地群落優(yōu)勢種均為豬毛蒿(Artemisiascoparia);灌從地土壤種子庫物種組成和土壤種子庫密度呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,NT22、NT12和NT3與F和FY之間存在顯著性差異(P0.05);土壤種子庫數(shù)量增加,不同年限、間距分別在6200-19400粒·m-2,6200-17700粒.m-2范圍內(nèi),且都為一年生菊科的物種豬毛蒿;不同年限、間距灌叢引入過程萌發(fā)物種數(shù)量減少,分別在5-7種,2-7種范圍內(nèi),主要是菊科植物豬毛蒿占優(yōu)勢;各樣地土壤種子庫植物特征與地上植被的相似性總體較低。3)隨降雨量的增加,灌叢引入過程中土壤種子庫萌發(fā)數(shù)量呈增加后減少的趨勢,而對種子物種數(shù)量影響不顯著,其中年降雨量在348 mm時(shí),土壤物種數(shù)量及土壤種子庫密度最高值,與其他降雨梯度有顯著性差異(P005);其中菊科豬毛蒿適合于各個降雨梯度,較其他物種隨著降雨梯度的增大顯著增多;山苦荬(Lxeridium gracile)和沙生針茅(Stipa breviflora)在年降雨量為116 mm時(shí)可萌發(fā),牛枝子(Lespedeza potaninii)在降水量為232 mm、348 mm時(shí)有萌發(fā)。4)在灌叢引入過程中土壤細(xì)菌數(shù)量大于真菌數(shù)量,隨引入年限的增加細(xì)菌數(shù)量整體呈增加趨勢,灌叢引入過程中處理NT3真菌數(shù)量最高的是含量為112.83×103個/g,處理FY含量最低為13.79個/g×103;灌叢引入過程中放線菌的含量高與其他處理,處理間差異不顯著(P0.05);土壤呼吸強(qiáng)度在8月達(dá)到最大值,隨著不同年限及間帶的引入土壤呼吸強(qiáng)度呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的變化趨勢,土壤呼吸強(qiáng)度的變化范圍在0.016-0.544 C02/m2/h、0.016-0.506CO2/m2/h之間,且不同年限引入過程N(yùn)T12具最高土壤呼吸值為0.544 CO2/m2/h,不同間距引入過程FY最高為0.506 CO2/m2/h;土壤呼吸與土壤水分、土壤微生物量碳/MBC、量氮/MBN呈正相關(guān)。5)不同年限、間距引入灌叢地MBC、MBN變化表現(xiàn)為夏季6月(原位培養(yǎng)礦化2個月)均為最高值,MBC變化范圍分別為27.67-54.88 mg/kg、59.33-637.93 mg/kg,MBN變化范圍為0.0045-0.1841 mg/kg、0.0045-0.1841 mg/kg;MBC、MBN 在原位礦化 2-4 個月隨礦化時(shí)間增加而增大,礦化半年后,含量逐漸減少,表明在灌叢引入過程中,土壤碳處于積累過程中,而放牧草地中土壤微生物礦化大于土壤微生物量的積累。不同水分梯度處理下的不同年限、間距灌叢引入過程中的土壤NH4+-N與NO3--N在灌叢引入后均呈現(xiàn)出一個緩慢消耗的過程,凈氨化速率分別為-0.26-0.03 mg/g/d、-0.19-0.05 mg/g/d,凈硝化速率分別為-0.37-0.25 mg/g/d、-0.55-0.23 mg/g/d,以及凈礦化速率分別為-0.41-0.22 mg/g/d、-0.29-0.1 mg/g/d,均呈較大程度變化,不同年限、間距灌叢引入后灌叢地凈礦化速率高于FY與F。
【圖文】：

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【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S812

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2631025