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黄土丘陵区人工柠条林群落特征及土壤有机碳动态

2020-12-09阅读(443)

黄土丘陵区人工柠条林群落特征及土壤有机碳动态

论文摘要

?对黄土高原丘陵区安塞县纸坊沟及邻县县南沟流域不同坡向、不同生长阶段的人工柠条林群落林下物种多样性、细根特征和土壤有机碳进行研究,结果表明:1.柠条林从10a生长到50a,林下植被样方中共出现高等植物47种,分属于16科37属,其中禾本科、菊科、豆科和蔷薇科等四大科占全部种数的64.6%,柠条林群落在生长过程中,物种组成逐渐复杂化,柠条林下植被多数为草本,长芒草、铁杆蒿和茭蒿是群落中的优势种;相邻两年限林下植被相似性系数、各年限的多样性指标、总体关联性均随生长呈波动性变化,即阴坡柠条林群落在10a到30a左右,相似性系数等3类指标增加,逐渐趋于稳定,30a到40a左右,由于环境变化和物种竞争,3类指标降低,群落变得不稳定,40a到50a之间,群落又开始趋向稳定状态,而阳坡柠条群落的替代过程稍滞后于阴坡,柠条林下植被随着柠条林的生长以物种替代频繁的不稳定态和稳定态交替进行;阴坡的Margalef指数（R）、Shannon-Wiener指数（H′）、Pielou均匀度指数（E）和Simpson指数（D）的平均值分别为:4.49、0.64、0.56和0.64,是阳坡的1.16倍、1.07倍、0.93倍和1.10倍。2.除阴坡柠条群落细根生物量随生长增加外,阳坡生物量、根长密度、比根长和阴坡根长密度、比根长与多样性的变化趋势相似,均为波动性变化;阴坡在根系生物量投入方面比阳坡柠条林更有效率;在土壤剖面上,大部分样地细根生物量和根长密度随土层加深为减小趋势,表层土壤（010cm）的细根生物量和根长密度所占的比例分别为:20.9%45.4%、26.8%48.3%,与其他土层差异较为显著,比根长垂直变化不明显;细根直径<1mm的细根生物量和根长密度占<2mm细根的比例分别为67.4%89.0%和92.9%99.6%,发挥主要的功能作用;细根生物量和根长与全N和有机质的联系最为密切,其次为速效K和速效P,最后为全P,生物量与根长密度呈显著或极显著正相关,比根长与生物量、根长密度、养分无显著相关。3.人工柠条林的生长过程总体上是一个碳汇的过程,阴坡和阳坡0100cm土层50a柠条林的土壤有机碳密度（SOCD）水平是10a的1.49倍和1.88倍;阴坡和阳坡SOCD集中分布于020cm土层,占0100cm的百分比分别为:27.1%39.0%和30.0%40.5%,活性有机碳（LOC）均也集中分布在020cm表层,阴坡的SOCD和LOC水平高于阳坡;阴坡和阳坡柠条林土壤碳库活度（A）、碳库活度指数（AI）、碳库指数（CPI）和碳库管理指数（CPMI）随生长的进行整体上是一个增加的过程,土壤质量得到改善;活性有机碳（LOC）、非活性有机碳（NLOC）、土壤总有机碳（TOC）、阴坡碳库指数和碳库管理指数与土壤肥力因子关系极为密切,可以用来监测土壤质量的变化。4.随着柠条林群落的生长,柠条群落的多样性指数和细根各参数与天然狼牙刺群落较接近;但根据相邻两年限林下植被相似性系数、各年限的多样性指标、总体关联性及细根特征随生长的进行呈波动性变化,说明整个柠条群落的生长过程是以稳定态和不稳定态交替进行的,即柠条林群落还不是一个稳定群落,这种交替变化有可能长期持续下去。但柠条林群落的整个生长发育过程是对土壤质量的一个改善过程。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 研究综述
  • 1.2.1 物种多样性与种间联结性
  • 1.2.2 林木细根
  • 1.2.3 土壤有机碳
  • 1.3 研究中存在的不足
  • 第二章 研究内容与方法
  • 2.1 研究区自然概况
  • 2.1.1 地理概况
  • 2.1.2 气候概况
  • 2.1.3 土壤概况
  • 2.1.4 植被概况
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 技术路线
  • 2.4 研究方法
  • 2.4.1 样地调查
  • 2.4.2 样品采集与分析
  • 2.4.3 数据处理与计算方法
  • 第三章 柠条林的物种多样性及种间联结性
  • 3.1 不同生长阶段柠条林下群落的物种构成及重要值
  • 3.2 不同生长阶段柠条林下植被的相似性
  • 3.3 不同生长阶段柠条林下群落的物种多样性及总体联结性
  • 3.4 小结
  • 第四章 柠条林细根特征及其与土壤养分的关系
  • 4.1 细根特征随生长时间的变化
  • 4.1.1 细根生物量随生长时间的变化
  • 4.1.2 细根根长密度随生长时间的变化
  • 4.1.3 细根比根长随生长时间的变化
  • 4.2 细根特征与土壤养分的关系
  • 4.2.1 细根特征与土壤养分的关系
  • 4.2.2 细根参数之间的相关关系
  • 4.3 小结
  • 第五章 柠条林土壤有机碳动态
  • 5.1 1m 深土壤有机碳密度变化
  • 5.1.1 柠条林生长过程中SOCD 变化
  • 5.1.2 SOCD 的垂直分布.
  • 5.2 土壤活性有机碳及碳库管理指数变化
  • 5.2.1 土壤活性有机碳变化
  • 5.2.2 土壤碳库管理指数变化
  • 5.3 土壤有机碳及碳库管理指数与土壤养分的耦合关系
  • 5.4 小结
  • 第六章 结论与讨论
  • 6.1 结论
  • 6.2 创新点
  • 6.3 讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介

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