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短期封育对冀北沙荒地土壤、植被的影响及沙荒地土壤种子库特征

作　者: 殷晓洁
导　师: 李玉灵
学　校: 河北农业大学
专　业: 生态学
关键词: 短期封育沙荒地土壤植被生态位土壤种子库
分类号: X171
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
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内容摘要

南山嘴沙荒地位于河北省北部的围场县,地处北方干旱半干旱区。长期以来,由于人类不合理的生产活动、干旱多风的气候条件以及该地脆弱的生态系统,引起了严重的土地荒漠化。因此,南山嘴沙荒地成为研究土地荒漠化的典型区域。本文选取了南山嘴沙荒地的封育区、未封育区及处于当地植被演替顶级阶段的南沙坨子油松林对照区三种立地类型,调查了土壤理化特性及植被特征,分析了短期封育在土壤及植被恢复过程中的作用;同时,进行了土壤种子库控水试验,对沙荒地植被的自然恢复潜力和水分制约特点进行了研究,得出以下主要结论:(1)封育5年后,南山嘴沙荒地封育区0～10cm土层土壤的入渗系数较未封育区显著降低,且10～20cm土层有机质含量显著提高,但是封育区0～40cm土层的土壤孔隙度、土壤容重、水分指标、速效磷、速效钾含量较未封育区均无显著提高。且各指标值表明,沙荒地封育区和未封育区土壤仍处于紧实的中、粗沙土水平,保水保肥能力差,营养供应水平极低,较处于该地植被演替顶级阶段的对照区仍存在较大差异。(2)短期封育下,豆科植物增多而菊科植物减少,多花胡枝子(Lespedeza floribunda)代替猪毛蒿(Artemisia scoparia)、野麻(Boehmeria gracilis)、金毛狗尾草(Setaria viridis)等成为了群落优势种。(3)短期封育使植被状况明显改善,封育区植被盖度有42%以上的明显提高,草本层生物量、枯落物干重均有60%的增加,草本层物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数也均有提高。(4)短期封育减少了降水对沙荒地植物群落的生态位分布及优势种比例的影响,增加了群落稳定性;同时,使优势种的生态位重叠现象明显增加,加剧了优势种间的竞争和共存,促进了资源的充分利用。(5)各水分处理下,沙荒地的种子库发生密度及物种多样性均远低于对照区。且沙荒地和对照区种子库均在良好水分处理下出现最大发生密度,其中,沙荒地的为2608粒/m2,表明其具备一定的恢复潜力。(6)干旱处理下,C4植物在种数和密度上均占有优势,使其更为适应干旱多风的沙荒地环境。而C3植物受水分限制明显,尤其表现在表土层以下的种子库中。(7)沙荒地及对照区的种子库与地上植被相似性均低,不足0.5。沙荒地干旱处理的种子库发生密度与调查的地上植被密度相近,而对照区中种子储量远大于其实地植被密度。(8)南山嘴沙荒地具备一定的自然恢复潜力。且经过短期封育,沙荒地植被状况好转,稳定性提高,出现了物种演替现象——豆科种增多。因此。建议在封育过程中人工补植豆科植物,以加速演替进行和土壤的恢复。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-13
  1.1 荒漠化的定义及我国的荒漠化现状  9
  1.2 封育对土壤理化性质的影响  9-10
  1.3 封育对地上植被的影响  10-11
  1.4 土壤种子库的研究  11-13
2 研究区域概况及研究方法  13-19
  2.1 研究区概况  13-16
    2.1.1 地理环境  13
    2.1.2 气候状况  13-14
    2.1.3 地貌与土壤  14-15
    2.1.4 植被特征  15
    2.1.5 社会经济条件概况  15
    2.1.6 试验区概况  15-16
  2.2 研究方法  16-19
    2.2.1 样地设置  16
    2.2.2 土壤调查  16
    2.2.3 植被调查  16-18
    2.2.4 土壤种子库试验  18-19
3 结果与分析  19-38
  3.1 短期封育对土壤特征的影响  19-23
    3.1.1 短期封育对土壤孔隙度、容重和渗透性的影响  19-20
    3.1.2 短期封育对土壤水分指标的影响  20-22
    3.1.3 短期封育对土壤化学性质的影响  22-23
  3.2 短期封育对地上植被特征的影响  23-32
    3.2.1 短期封育对地上植物群落的种类及生活型的影响  23-27
    3.2.2 短期封育对植被盖度、草本层地上生物量和枯落物干重的影响  27-28
    3.2.3 短期封育对草本层植被的丰富度及多样性的影响  28-29
    3.2.4 短期封育对沙荒地物种生态位的影响  29-32
  3.3 土壤种子库特征  32-38
    3.3.1 不同水分处理对种子库发生密度的影响  32-33
    3.3.2 不同水分处理对种子库功能型的影响  33-35
    3.3.3 不同水分处理对种子库物种多样性的影响  35-36
    3.3.4 不同水分处理下种子库与地上植被间的物种相似性和密度差异  36-38
4 讨论  38-41
  4.1 封育对土壤特性的影响  38
  4.2 封育对植被的影响  38-39
  4.3 土壤种子库特征  39-41
5 结论  41-43
  5.1 土壤  41
  5.2 植被  41
  5.3 种子库  41-42
  5.4 建议  42-43
参考文献  43-47
在读期间发表的学术论文  47-48
作者简历  48-49
致谢  49

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