Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 半干旱荒漠草原沙化过程中植被退化机制研究 | |
| 唐庄生 | |
| 出版年 | 2018 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 上官周平 ; 安慧 |
| 学位授予单位 | 西北农林科技大学 |
| 中文摘要 | 沙漠化是土地退化最严重的方式之一。本项工作以空间尺度代替时间尺度的方法,通过对宁夏中北部地区荒漠草原生态系统沙漠化过程中植被生物量、植物群落结构及土壤理化性质变化特征的研究,探讨了沙漠化过程中荒漠草原生态系统土壤退化机制,明确了沙漠化过程中荒漠草原生态系统碳氮储量的变化,阐述了荒漠草原生态系统植被生物量对沙漠化的响应机制,揭示了沙漠化过程中物种多样性及群落结构演变机制。主要取得以下主要研究结果:(1)沙漠化可使荒漠草原土壤更加沙质化和干旱化随着沙漠化程度的加剧荒漠草原生态系统群落Shannon-Wiener指数由潜在沙漠化阶段的1.55降低到极度沙漠化阶段的0.18,物种均匀度指数由0.50降低到0.26,物种丰富度从23降至2,植被盖度由74.02%下降至极6.63%,地上、地下及枯落物生物量分别降低了94.43%、98.39%和96.74%;沙漠化造成荒漠草原生态系统土壤粗化导致土壤容重增大,使土壤水分含量减小。因此,沙漠化致使荒漠草原生态系统土壤更加沙质化和干旱化。(2)沙漠化降低了荒漠草原生态系统碳氮储量在不同沙漠化阶段,土壤有机碳和氮含量显著不同,但植被碳氮含量没有明显变化;土壤碳氮含量的变化与植物碳氮含量的变化不同步,土壤对沙漠化的敏感性比植被更高;与潜在沙漠化阶段相比,荒漠化导致植被中碳和氮的贮量分别减少了97.3%和96.8%,土壤中碳和氮储量分别减少了58.5%和76.0%;在荒漠草原生态系统中,潜在沙漠化阶段碳氮储量最高,其值分别是1291.93 g m~(-2)和142.10 g m~(-2),而极度沙漠化阶段碳氮储量最低,其值分别是505.14 g m~(-2)和33.41 g m~(-2);沙漠化导致荒漠草原生态系统碳氮损失量分别为786.79 g m~(-2)和108.69 g m~(-2)。(3)沙漠化导致荒漠草原生物量降低沙漠化导致土壤有机碳、土壤总氮含量显著降低,但土壤总磷含量与土壤速效磷含量的变化不显著;沙漠化可通过直接影响土壤物理属性而直接降低了荒漠草原植被生物量,通过改变土壤质地而导致土壤化学属性发生变化进而间接地降低植被生物量,其中,土壤物理属性对植被生物量的直接影响为68%,间接影响为12%。(4)沙漠化显著减少了群落间的beta多样性,导致物种均质化随着沙漠化程度的增加,物种周转是导致物种均质化的主要因素,物种周转的偏差与物种嵌套的偏差在氮添加与无氮添加条件下呈现相反的变化趋势。这种氮添加和沙漠化对物种周转和物种嵌套的不同影响表明氮添加会抑制由于沙漠化所引起的物种多样性的降低。(5)环境因子是导致荒漠草原物种均质化的主要原因,但随机因素不应被忽略荒漠草原群落物种多样性的减少,主要是由于沙漠化对物种的周转的影响所导致;环境变量能够解释物种的周转、物种间的嵌套及beta多样性变化的大部分方差,是影响群落物种组成和促进物种均质化的主要驱动力。随机因素在物种群落构建及促进物种均质化过程中不应被忽略。 |
| 中文关键词 | 荒漠草原 ; 沙漠化 ; 生物量 ; 物种多样性 ; 物种均质化 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| URL | http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1018973498.nh&DbName=CDFD2018 |
| 来源机构 | 西北农林科技大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/257886 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐庄生. 半干旱荒漠草原沙化过程中植被退化机制研究[D]. 西北农林科技大学,2018. |
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