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围封和放牧对辽西北沙化草地植被恢复与土壤肥力提高的影响

作　者: 孔玉华
导　师: 董文轩；白龙
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 两种利用方式草地群落结构草甸草原群落稳定性土壤碳汇\源
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

辽西北那木斯莱自然保护区始建于1987年,经过20余年围封保护,保护区内植被恢复较好,是风沙草地植被恢复的天然样本。该保护区植被群落结构与土壤养分恢复特征对大范围退化沙质草地植被和土壤的恢复与建设具有很好的借鉴作用。本研究结合辽宁省退化草地恢复建设的需求,以那木斯莱自然保护区为平台,研究了其草地群落结构特征与稳定性,采用Levins生态位宽度公式和Pianka生态位重叠公式测定了其主要种群的生态位宽度与生态位重叠,探讨了主要组成物种的资源利用情况。同时,还分析了不同土层土壤N、P、K含量和储量的变化特征及它们对不同利用方式的响应。另外,采用有机碳密度法研究了两种利用方式下草地土壤碳储量及碳汇＼源功能的年内动态变化特征。主要试验结果如下：1.在60个样方中出现了58种植物,分属于22科50属,其中禾本科、菊科、豆科和蔷薇科等占57%；生活型结构中,乔木、灌木和多年生植物占79%；生态类型结构中,以中生植物为主,占61%,旱生植物占36%。种群频度数据表明,兴安胡枝子、糙隐子草、冰草、差不嘎蒿、冷蒿等草原成分植物占据大部分资源,在建群过程中起着很重要的作用。经过二十多年的围封保护,该区已形成蒿属灌丛与禾草为主的沙地灌丛群落。2.兴安胡枝子、糙隐子草、差不嘎蒿、冰草、荻、冷蒿和展枝唐松草等7个物种的生态位宽度明显高于其它种群,形成了群落共优种。其中兴安胡枝子的生态位宽度最大是0.95,其它的分别为0.8、0.75、0.75、0.65、0.63和0.6。生态位宽度值小于0.1的种群有27种,占总种数的46.6%。生态位重叠值大部分在0.3-0.6之间,占总种对的71%,7个生态位宽度较大的种群之间的生态位重叠指数在0.57-0.88之间,形成了几个生态位宽度较大的物种有着较高生态位重叠的格局。3.对群落稳定性测定的结果显示,种百分数和累计相对频度的比值曲线与坐标轴端点直线的交点是29/71,离稳定点(20/80)有差距,说明群落仍处于不稳定的演替阶段。4.获得的土壤养分数据显示,随着土层的深入,围封草地土壤全N含量在各月均呈逐渐降低的变化规律,而放牧地土壤全N含量未呈逐渐降低的变化规律。土壤全P含量和全K含量在围封地与放牧地的变化均比较复杂,未呈任何规律性变化。围封地土壤养分储量动态变化幅度较大,而放牧地变化较小。经过20余年围封保护,那木斯莱自然保护区草地土壤养分恢复情况比较好。5.围封草地土壤有机碳含量随着土层的加深呈递减的变化,放牧地土壤有机碳含量随着土层的加深不同土层之间无显著性差异。5-11月围封草地0-30 cm土层土壤有机碳密度在2.8-4.0 kg·m-2之间变化,变幅为1.2 kg.m-2。5-9月放牧地0-30 cm土层土壤有机碳密度在3.4-4.7 kg·m-2之间变化,变幅为1.3 kg·m-2。围封草地在5-8月和9-11月为土壤碳源过程,8-9月为土壤碳汇过程。放牧地土壤碳库较稳定,无明显的碳汇\源转换的变化过程。

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-13
1 前言  13-23
  1.1 植被恢复与草地生态系统恢复  14-18
    1.1.1 植物群落稳定性研究  14-16
    1.1.2 生态位理论与应用  16-18
  1.2 土壤养分与草地生态系统恢复  18-19
  1.3 不同利用方式对草地生态系统土壤碳汇\源的影响  19-22
  1.4 研究目的和意义  22-23
2 材料与方法  23-27
  2.1 研究区概况  23
  2.2 研究方法  23-27
    2.2.1 样地选择  23-24
    2.2.2 植被群落调查与分析  24-25
    2.2.3 生态位宽度及生态位重叠测定  25
    2.2.4 群落稳定性分析  25
    2.2.5 土壤养分测定  25-26
    2.2.6 土壤碳密度的计算  26-27
3 结果与分析  27-45
  3.1 植被群落稳定性与主要种群的生态位分析  27-33
    3.1.1 放牧地植被群落物种组成结构与频度  27-28
    3.1.2 围封地植被群落物种组成结构与频度  28-30
    3.1.3 围封地群落稳定性评价  30-31
    3.1.4 围封地主要植物种群的生态位宽度  31-32
    3.1.5 围封地主要植物种群的生态位重叠  32-33
  3.2 两种利用方式对土壤理化性质的影响  33-40
    3.2.1 两种利用方式对土壤全氮含量的影响  33-35
    3.2.2 两种利用方式对土壤全氮储量的影响  35-36
    3.2.3 两种利用方式对土壤全磷含量的影响  36-37
    3.2.4 两种利用方式对土壤全磷储量的影响  37-38
    3.2.5 两种利用方式对土壤全钾含量的影响  38-39
    3.2.6 两种利用方式对土壤全钾储量的影响  39-40
  3.3 两种利用方式对土壤有机碳储量的影响  40-45
    3.3.1 围封地土壤有机碳含量及其季节动态变化  40-41
    3.3.2 放牧地土壤有机碳含量及其季节动态变化  41-42
    3.3.3 两种利用方式下草地土壤碳汇\源变化特征  42-43
    3.3.4 两种利用方式下剖面土壤有机碳储量变化特征  43-45
4 讨论  45-49
  4.1 草甸草原植被恢复  45-46
    4.1.1 植被物种恢复效应  45
    4.1.2 植被群落稳定性  45-46
    4.1.3 生态位宽度和生态位重叠  46
  4.2 草甸草原土壤养分恢复  46-47
  4.3 草甸草原土壤有机碳恢复  47-49
    4.3.1 不同土层土壤碳积累特征  47
    4.3.2 两种利用方式下土壤碳库动态变化特征  47-48
    4.3.3 两种利用方式对碳汇\源转换的影响  48-49
5 结论  49-50
参考文献  50-56
致谢  56-57
攻读硕士学位期间发表的文章  57

围封和放牧对辽西北沙化草地植被恢复与土壤肥力提高的影响

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