【摘要】：封育是黃土高原草原生態(tài)系統(tǒng)管理較為有效的措施。為了探討不同封育演替階段草地根系性質(zhì)與土壤有機(jī)碳的關(guān)系。本文選取云霧山不同封育演替階段的典型植物群落(優(yōu)勢(shì)種分別為糙隱子草+星毛委陵菜群落、百里香+雜草類群落、厚穗冰草+長(zhǎng)芒草群落、長(zhǎng)芒草+鐵桿蒿群落、鐵桿蒿群落以及長(zhǎng)芒草+大針茅群落)為研究對(duì)象,通過(guò)分析典型群落0~100 cm剖面的根系分布與組成特征和土壤碳組分的變化規(guī)律以及植物群落地上部分、枯落物、根系和土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征,探究植物根系特性與土壤碳組分的關(guān)系,旨在為草地封育恢復(fù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)六個(gè)封育演替草地群落0~100 cm根系生物量的變化范圍是410.38~1494.92 g/m~2,均值為856.23 g/m~2。根系生物量隨封育時(shí)間的增加呈先降低后上升的趨勢(shì),封育5年群落根系生物量最低。不同封育演替階段根系生物量的垂直分布規(guī)律一致,均呈指數(shù)函數(shù)規(guī)律下降。根系纖維素與木質(zhì)素含量在封育演替各階段的均值分別為21%與8%,且在封育初期(1~10年)均高于封育后期(15~30年)。各典型群落根系的木質(zhì)素/N比隨土層深度的增加而增大;根系碳的平均濃度為438.43 g/kg,封育時(shí)間對(duì)根系碳無(wú)顯著影響;根系氮和磷含量的平均值分別為6.31 g/kg和0.92 g/kg。(2)六個(gè)封育演替草地群落地上部分碳、氮、磷含量的平均值分別為419.44 g/kg、13.04 g/kg和1.83 g/kg。隨封育演替的進(jìn)行,植物地上部分和枯落物碳含量均緩慢增加;氮和磷含量下降。除封育30年的長(zhǎng)芒草+大針茅群落的枯落物氮、磷含量外,其余封育階段植物枯落物中的氮、磷含量均顯著低于地上部分。各封育演替階段地上部分C:N為33.79,C:P均值為307.04,C:N、C:P隨年限的變化趨勢(shì)與N、P相反,C:N、C:P差異主要由N、P的差異引起�？萋湮顲:N的均值為23.76,C:P的均值為181.21。隨封育演替的進(jìn)行,枯落物C:N、C:P逐漸升高。植物地上部分N:P均值為8.71,枯落物N:P的均值為7.81,地上部分和枯落物的N:P均隨封育年限增加呈上升趨勢(shì)。該區(qū)域植物群落生長(zhǎng)主要的受限元素為氮。地上部分碳含量與根系氮和纖維素含量負(fù)相關(guān),枯落物氮含量與根系氮含量顯著正相關(guān),枯落物C:P與根磷極顯著負(fù)相關(guān)。植物葉片和根系吸收和利用營(yíng)養(yǎng)元素的比例具有一致性。(3)長(zhǎng)期封育使得研究區(qū)草地土壤有機(jī)碳和土壤碳組分含量增加顯著。封育30年群落微生物生物量碳、溶解性有機(jī)碳、腐殖質(zhì)碳顯著高于封育15年。封育使得土壤富里酸向腐殖化程度更高的胡敏酸碳變化。土壤有機(jī)碳和碳組分的垂直分布規(guī)律類似,表層0~20 cm土壤含量最高。0~20 cm土壤有機(jī)質(zhì)礦化作用較小。封育使得20~40 cm土層MBC增加顯著。(4)土壤全氮、全磷含量總體表現(xiàn)為隨封育演替的進(jìn)行呈增加的趨勢(shì)。土壤碳、氮、磷間呈顯著的正相關(guān)。草地封育有利于土壤質(zhì)量的改善。土壤氮、磷在表層(0~20 cm)的含量顯著高于下層(20~100 cm)。土壤C:N均值為11.04,C:P均值為19.68。土壤C:N顯著正相關(guān)于土壤SOC、TN。不同封育年限土壤C:N、C:P受C影響較大。土壤N:P較低,均值為2.94。土壤SOC、TN、TP在垂直分布上呈現(xiàn)較為相近的趨勢(shì),從下到上依次遞增。(5)不同封育演替階段根系碳含量與MBC存在正向相關(guān)關(guān)系。群落枯落物碳、根系碳對(duì)土壤MBC和DOC的影響較大。根系C:N與土壤TN呈負(fù)相關(guān)。根系C:P與土壤C:P呈負(fù)向相關(guān)關(guān)系,與土壤N:P呈正向相關(guān)關(guān)系�？梢�,植物根系的組成和生物量顯著影響著土壤有機(jī)碳的組成和土壤的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S812.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743554