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呼伦贝尔草原退化过程中群落生态异质性及其环境解释

作　者: 雒文涛
导　师: 吕建洲；乌云娜
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 退化草原 空间异质性 温水组合 根系分布 土壤养分
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文以内蒙古呼伦贝尔克氏针茅(Stipa krylovii)草原作为研究对象,分析该区域近50年的温水组合变化及其对群落生物量的影响,开展草原退化过程中群落及其群落建群种的地下生物量和根系形态特征研究,探讨微生境尺度上草原退化过程中的土壤-植被空间演替格局,揭示气候-植被-土壤连续功能体的相互作用规律,主要研究结论如下：1.研究区域近50年间气温呈明显上升趋势,生长季和非生长季年均气温分别升高了1.83°C和2.38°C。气温年际间波动逐年变大,但年均降水和降水日数变化并不明显。生长季有效温水组合是草原群落生物量的决定因素,群落生物量(Y)与有效降水(X1)和有效积温(X2)拟合方程为Y=71.409+0.334X1-0.020X2, R=0.717(P<0.001)。2.克氏针茅草原退化过程中群落种类组成和根系功能群类型趋于简单化。轻度退化样地样方内平均有10种植物,6种根系功能群类型；中度退化样地有9种植物,5种根系功能群类型；而重度退化样地平均只有6种植物,4种根系功能群类型。群落地下生物量的空间分布形态呈“T”型。随着土层加深,不同样地群落地下生物量呈现不同幅度的减少。草原退化过程中草原群落的建群种出现了明显替代现象,轻度退化样地群落建群种为密丛型根系的克氏针茅,中度退化为疏丛型根系的糙隐子草(Cleistogenes squarrosa),重度退化为鳞茎型根系的多根葱(Allium polyrhizum)。随着退化程度的增大,群落建群种根冠比逐渐增加,轻、中、重度退化样地群落分别为0.47、1.0、4.1,并且群落建群种根系数量、根系体积、根系生物量、比根长及根长密度等各指标均发生了明显变化。另外,三种退化程度样地群落建群种根冠比、根长密度都与土壤速效氮呈现显著正相关(P<0.05)3.微生境尺度上生物量随退化程度的增加而降低,土壤有机质含量表现为轻度退化>中度退化>重度退化,土壤全氮和碱解氮的含量均表现为轻度退化>重度退化>中度退化。群落生物量和土壤养分异质性分析表明：微生境尺度上草原退化过程中生物量空间自相关性增强,空间异质性变大；土壤有机质、全氮和碱解氮的空间异质性具有明显的不一致性。有机质的空间异质性表现为中度退化>轻度退化>重度退化,全氮表现为重度退化>轻度退化>中度退化,碱解氮表现为中度退化>重度退化>轻度退化。另外,该研究尺度上,植被生物量、土壤有机质、土壤全氮、土壤碱解氮相互之间的相关性在退化梯度上具有差异性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9
1 文献综述  9-14
  1.1 研究背景与意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 气候变化及其对植物群落的影响  11-12
    1.2.2 放牧活动对草原生态系统的影响  12-14
2 研究内容与方法  14-20
  2.1 研究区域概况  14-15
  2.2 研究内容和技术路线  15-16
  2.3 实验设计与方法  16-18
    2.3.1 气象数据来源及生物量测定  16-17
    2.3.2 群落学调查与根系分类  17
    2.3.3 植被格局与土壤养分的测定  17-18
  2.4 数据处理  18-20
3 近50年有效温水组合变化及其对草原群落生物量的影响  20-27
  3.1 近50年有效温水组合变化  20-23
  3.2 有效温水组合与群落生物量的关系  23-24
  3.3 讨论  24-27
4 克氏针茅草原退化过程中根系特征研究  27-34
  4.1 草原退化过程中植物群落结构特征及根系功能群类型配比的变化  27-29
  4.2 草原退化过程中群落地下生物量的空间分布特征  29
  4.3 草原退化过程中群落建群种根系生态特征的变化  29-32
    4.3.1 群落建群种根系特征的变化  29-30
    4.3.2 群落建群种根冠比的变化  30-31
    4.3.3 群落建群种比根长和根长密度的变化  31
    4.3.4 群落建群种根冠比、根长密度和比根长与土壤速效氮含量的关系  31-32
  4.4 讨论  32-34
    4.4.1 草原退化过程中群落结构与根系类型的变化  32
    4.4.2 草原退化过程中群落地下生物量的空间分布  32
    4.4.3 草原退化过程中群落建群种根系分布变化  32-33
    4.4.4 影响群落建群种根系的环境因子  33-34
5 微生境尺度上退化草原群落特征与土壤养分的空间分异性  34-40
  5.1 草原退化过程中群落地上生物量和土壤养分的分布特征  34-35
  5.2 草原退化过程中植被地上生物量和土壤养分的空间分异性  35-36
  5.3 草原退化过程中土壤营养元素的等值线变化  36-37
  5.4 草原退化过程中植被地上生物量、土壤营养元素之间的相关性  37-38
  5.5 讨论  38-40
6 结论  40-41
参考文献  41-44
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  44-45
致谢  45

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 普通畜牧学 > 草地学、草原学
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