發(fā)布時(shí)間：2020-07-28 09:06

【摘要】：青藏高原是世界屋脊、亞洲水塔,是地球第三極,高原上廣袤的草地是我國重要的生態(tài)安全屏障。我國是世界上沙棘植物種質(zhì)資源蘊(yùn)藏量最豐富的國家。中國沙棘是青藏高原東緣最主要的沙棘屬植物亞種,分布范圍廣,資源數(shù)量龐大,其對(duì)該地區(qū)水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)具有非常重要的生態(tài)學(xué)意義。當(dāng)前,大量關(guān)于灌叢草地的研究主要集中在北美大陸和非洲南部等干旱、半干旱地區(qū)。對(duì)沙棘灌叢的關(guān)注也僅僅以其經(jīng)濟(jì)價(jià)值、遺傳資源保護(hù)等方面居多。而青藏高原中國沙棘灌叢對(duì)高寒草甸土壤性質(zhì)的影響卻鮮有報(bào)道。鑒于此,本研究對(duì)于評(píng)估青藏高原東緣高寒灌叢草甸對(duì)于全球生物地球化學(xué)循環(huán)變化的響應(yīng)和灌叢草地的科學(xué)管理具有非常重要的參考價(jià)值。本文研究樣地位于甘肅省甘南藏族自治州合作市及其毗鄰的夏河縣。試驗(yàn)以中國沙棘灌叢(Hippophae rhamnoides L.ssp.sinensis)草甸為研究對(duì)象,通過野外調(diào)查取樣和室內(nèi)化學(xué)分析相結(jié)合,詳細(xì)探究了中國沙棘灌叢地上枯枝凋落物和地下根系對(duì)土壤性質(zhì)的影響,主要結(jié)如果下:(1)中國沙棘灌叢新萌發(fā)枝葉中碳、氮、磷含量分別為:470.8 g kg~(-1)、35.28g kg~(-1)、3.16 g kg~(-1);草本植物枝葉中碳、氮、磷含量分別為:435.7 g kg~(-1)、20.22g kg~(-1)、2.12 g kg~(-1)。中國沙棘灌叢枝葉中碳、氮、磷含量均高于草本植物,說明灌叢植物具有較強(qiáng)的吸收、利用、轉(zhuǎn)化土壤養(yǎng)分的能力,從而能夠制造更多有機(jī)物。(2)中國沙棘灌叢地上凋落物平均生物量(279.2 g m~(-2))比草本植物(80.1g m~(-2))高71%。中國沙棘灌叢凋落物中碳、氮、磷含量分別為:456.9 g kg~(-1)、12.47g kg~(-1)、0.92 g kg~(-1);草本植物凋落物中碳、氮、磷含量分別為:364.7 g kg~(-1)、16.44g kg~(-1)、0.23 g kg~(-1)。凋落物是連接土壤與植物的“紐帶”。由此可知:灌叢凋落物改變了土壤理化特性,導(dǎo)致灌叢土壤養(yǎng)分含量高于草本植物。(3)不同土層間,中國沙棘灌叢根中碳、氮、磷含量均值分別為424.9 g kg~(-1)、18.9 g kg~(-1)、1.28 g kg~(-1);草本植物根中碳、氮、磷含量分別為:394.7 g kg~(-1)、12.29g kg~(-1)、1.05 g kg~(-1)。沙棘灌叢根中碳、氮、磷含量均高于草本植物,主要原因是根的形態(tài)及生物學(xué)特性的差異。(4)在1米深的土壤剖面,中國沙棘灌叢根中碳、氮、磷固存量分別為:6587 g m~(-2)、276 g m~(-2)、19.86 g m~(-2);草本植物根中碳、氮、磷固存量分別為:3296g m~(-2)、99.0 g m~(-2)、8.51g m~(-2)。中國沙棘灌叢根中養(yǎng)分儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于草本植物,說明灌叢具有較高的根生物量和強(qiáng)大的利用土壤養(yǎng)分的能力。(5)中國沙棘灌叢存在明顯的“肥島效應(yīng)”,尤其以表層土壤(0-20cm)最為突出。中國沙棘灌叢表層土壤中SOC、TN、IN含量分別較草本植物高21.98%、15.10%、66.65%。說明灌叢能夠更有效地富集土壤養(yǎng)分,進(jìn)而改善土壤中的養(yǎng)分含量,增加土壤肥力,使得灌叢在草地生態(tài)系統(tǒng)中成為養(yǎng)分循環(huán)轉(zhuǎn)化的活躍地帶。(6)中國沙棘灌叢上層土壤中(0-0.4m)磷含量高于草本植物,但下層土壤(0.4-1m)卻表現(xiàn)相反的分布特征,由此我們推論灌叢土壤中強(qiáng)大的根系,具有把下層土壤磷轉(zhuǎn)移到上層土壤中的能力。(7)中國沙棘灌叢和草本植物土壤微生物生物量碳含量約占土壤總有機(jī)碳的百分比分別為:0.79%、0.68%;中國沙棘灌叢和草本植物土壤微生物生物量氮含量約占土壤全氮的百分比分別為:1.50%、1.14%;中國沙棘灌叢和草本植物土壤微生物生物量磷含量約占土壤全磷的百分比分別為:2.16%、1.10%。灌叢土壤中含水量高、有機(jī)質(zhì)含量豐富、土質(zhì)疏松多孔,有利于微生物的生長。(8)中國沙棘灌叢和草本植物土壤磷酸酶均主要分布在表層土壤(0-0.2m)中,且皆隨土層深度的增加而活性降低。同一土層深度的酸性磷酸酶活性和堿性磷酸酶活性共同表現(xiàn)為灌叢比草本植物高,此與土壤微生物生物量的變化趨勢一致。綜上所述,中國沙棘灌叢改變了土壤養(yǎng)分、土壤酶活性和土壤微生物生物量在灌叢和草地之間的分布格局,增強(qiáng)了土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)異質(zhì)性。灌叢具有明顯的“肥島效應(yīng)”。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S812.2
【圖文】：

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 中國沙棘灌叢對(duì)青藏高原高寒草甸土壤性質(zhì)的影第二章 材料與方法2.1 試驗(yàn)樣地概況本試驗(yàn)樣地設(shè)置于甘肅省甘南藏族自治州合作市及其毗鄰的夏河縣，地藏高原東緣，平均海拔 2900 m，該地區(qū)具有典型的高原大陸性氣候特點(diǎn)，溫為 1.7℃，無四季之分，只有冷季和暖季。

圖 3-1 中國沙棘灌叢和草本植物根生物量隨土層深度的變化特征Fig 3-1 The variation of root biomass with soil depth beneath the shrub of Hippophaerhamnoides L. ssp. sinensis and herbaceous plants outside the Hippophae rhamnoides L. ssp.sinensis canopy.3 塊樣地，在 1 米深的土壤剖面里，中國沙棘灌叢根生物量均值（15.3 kg m-2）比草本植物（8.4 kg m-2）高 45%。中國沙棘灌叢和草本植物根生物量均隨土壤深度的增加而減少，且同一土層之間二者存在顯著差異（P㩳0.001）。中國沙棘灌叢根生物量在 0.6 米土壤深度以下迅速減少，說明它的根主要分布在 0-0.6 米之間；而草本植物根生物量在土壤深度 0.3 米以下迅速減少，說明它的根主要分布在 0-0.3 米之間。在 0.6-1.0 米土壤深度，二者之間根生物量差異并不明顯。由上述可知：中國沙棘灌叢根的分布范圍更廣更深，灌叢根系能夠截獲更多的土壤養(yǎng)分，供自身利用。同時(shí)，它的根際分泌物和脫落物能夠改變周圍土壤養(yǎng)分含量（圖 3-1）。

213-2 亞婁貢瑪、麻當(dāng)、博拉 3 塊樣地，中國沙棘灌叢和草本植物根中碳含量和碳儲(chǔ)深度的變化特征（*，**，***分別表示在 P㩳0.05，P㩳0.01 和 P㩳0.001 水平上差ns 表示沒有差異即 P㧐0.05；V 表示植被類型，D 表示土壤深度，V × D 表示植被壤深度的交互作用，B 表示區(qū)組） 3-2 The variation of Root C content and Root C stock beneath the shrub of Hippomnoides L. ssp. Sinensis and neighboring herbaceous plants at different depths in meadoe separate sites Yalou, Madang and Bola. Results of two-way analysis of variance (ANO: not significant at P ≥ 0.05; *: P < 0.05; **: P < 0.01; ***: P < 0.001) are included inre, with vegetation type of plots (V) and soil depth (D) as fixed factors (interaction betetation type and soil depth is abbreviated as V × D) and a consideration of block- strucign (B).

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本文編號(hào)：2772663