Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 科尔沁沙地不同沙丘各生境凋落物物质周转与氮素再分配 | |
| 其他题名 | Litter decomposition and nitrogen distribution along a dune habitat gradient in Horqin Sandy Land |
| 王新源 | |
| 出版年 | 2013 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 赵学勇 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 中文摘要 | 沙漠化过程不仅改变了科尔沁沙地的植被覆盖类型和地形特征，而且改变和影响了沙地的土壤发育、水分循环以及植被与土壤之间的物质周转过程。固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘交错分布的格局加深了科尔沁沙地土壤—植被分布与物质循环的异质性，而凋落物分配作为植被群落与土壤间物质营养元素交换的重要环节之一，也受到这种格局的深刻影响。因此，本文拟在对温度、水分、植被和土壤等环境要素长期监测和研究的基础上，通过对科尔沁沙地流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘3种类型及相同类型沙丘的丘间地、迎风坡、丘顶和背风坡等4种生境梯度内凋落物产量，运移量和分解速率的测定和计算，分析了科尔沁土壤N素的空间异质性和凋落物再分配的关系，阐明了科尔沁沙地植被凋落物产生，运移和分解过程对沙地土壤N素变化的影响和作用机理，以期初步揭示沙地土壤N素异质性的植被驱动过程，为当地沙漠化生态环境的恢复提供理论依据。主要结论如下 (1)、不同类型沙丘生境要素存在差异，土壤温度从高到低依次为半固定沙丘，固定沙丘和流动沙丘；在不同生境中，土壤温度在背风坡最高，丘间地和迎风坡次之，丘顶最低。土壤水分含量在各沙丘及生境间同样差异明显，其中流动沙丘及各沙丘丘间地水分条件最好。土壤有机碳和全氮含量在各样点的分布趋势类似。按沙丘类型划分，固定沙丘土壤有机碳和全氮含量最大，半固定沙丘次之，流动沙丘最小，而从同一沙丘不同生境分析，丘间地与背风坡土壤有机碳和全氮含量显著高于丘顶和迎风坡。不同类型沙丘4种生境梯度下植被生物量等指标的变化同样存在一定的规律性。按沙丘类型排列，地上生物量由大到小依次为固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘，三者间差异显著。按生境梯度统计，所有沙丘地上生物量变化规律一致，从大到小依次为丘间地、背风坡、丘顶、迎风坡。地下生物量在不同生境间无明显变化规律，在不同沙丘下则表现出与地上生物量相似的波动趋势，即固定沙丘>半固定沙丘>流动沙丘。 (2)、不同沙丘类型及相同沙丘类型的不同生境之间凋落物分解存在显著差异。以狗尾草，大果虫实为主的新采集凋落物分别置于科尔沁沙地不同生境的样地内，定时收集并测定其分解速率及凋落物质量，结果表明，1）各生境下凋落物分解速率在一年内呈现出初期快速增加，至非生长季时大幅降低，到第二年生长季再次增加的变化规律；2）按沙丘类型划分，凋落物分解速率由高到低依次 为固定沙丘，半固定沙丘和流动沙丘，三者相互间差异达到显著水平 (P<0.05)；对于同一沙丘类型的不同生境梯度，则呈现出丘间地>背风坡>迎风坡>丘顶的变化趋势，4种生境相互间差异显著(P<0.05)。3）凋落物分解过程中，凋落物质量的变化存在差异，其中凋落物C含量表现为在第一年生长季先降低后增加，之后在非生长季开始大幅降低，第二年生长季开始后再次增加。凋落物N含量随着分解的进行呈波动性下降的趋势。凋落物P含量的变化特征缺乏规律性，各生境间表现出明显的不同。凋落物木质素含量、C/N和木质素与氮素比在不同沙丘的生境之间呈波动式上升。 4）利用Pearson 相关分析发现，分解速率与凋落物C, N，P含量显著正相关(P<0.05)，与木质素含量，C/N, C/P, 木质素氮比等显著负相关(P<0.05)。 (3) 凋落物运移的水平通量存在明显的梯度差异，0-25cm高度距地面最近，凋落物通量最大；之后距地表高度每增加25cm，凋落物通量急剧减少，水平通量在不同高度梯度下存在显著差异(P<0.05)。按生境划分，丘顶凋落物水平通量显著高于背风坡和丘间地(P<0.05)，这一结论与科尔沁沙区的盛行风向和沙丘上各生境的植被覆盖程度相关。按沙丘类型划分，则为流动沙丘>固定沙丘>半固定沙丘，除了2012年4月时流动沙丘凋落物水平通量显著高于固定沙丘和半固定沙丘外(P<0.05)，其余季节三者间差异并不显著(P>0.05)。凋落物水平通量与风速间存在显著的正相关关系(P<0.05)。说明风力是影响凋落物物质再分配的关键驱动因素。 (4) 不同沙丘各生境梯度下凋落物和立枯物的产量存在差异。立枯物和凋落物在同一沙丘不同生境的产量在统计学水平上主要表现为背风坡和丘间地显著大于迎风坡和丘顶，凋落物产量的这种变化规律与植被的地上生物量密切相关(P<0.05)。按照沙丘类型划分，凋落物和立枯物按产量大小依次为固定沙丘>半固定沙丘>流动沙丘。这一结果与不同类型沙丘地上生物量的变化规律类似，间接说明了凋落物产量的主要来源于样地植株。从季节尺度来看，立枯物和凋落物在第一年生长季(2011年8月)产量较低，到非生长季时（2011年10月）产量迅速增加；至第二年生长季(2012年4月)开始后又急剧下降。说明立枯物和凋落物的季节动态变化主要受植物生长规律影响。 (5) 综合分析凋落物产量，水平运移量和分解速率发现：立枯物和凋落物N素在不同沙丘4种生境的潜在输入量和实际输入量表现为固定沙丘最高，半固定沙丘次之，流动沙丘最低；从生境梯度来看，丘间地和背风坡N输入量较高，迎风坡和丘顶偏低。N素的水平运移量从高到低依次为半固定沙丘，固定沙丘和流动沙丘，其变化并不完全遵循生物量的变化梯度，而与风速大小密切相关。地形（沙丘类型与生境）、植被和风力的相互作用是科尔沁沙地凋落物变化与土壤氮素空间异质性形成的主要因素。 |
| 英文摘要 | Vegetation type and topographic feature，soil development, water cycle and material turnover between soil and plant in Horqin Sandy Land were all changed by desertification. Interdune, fixed dune, semi-fixed dune and mobile dune interlocked distribution pattern enhanced the material turnover heterogeneity of soil-plant system in Horqin Sandy Land. Litter distribution was affected by this pattern and thus the N distribution pattern. Therefore, based on the long-term monitoring and research on environmental factors, such as temperature, moisture, vegetation and soil, litter production, redistribution and decomposition rates in 4 different habitats of fixed dune, semi-fixed dune and mobile dune in Horqin Sandy Land were measured and analyzed to reveal soil N heterogeneity driven by vegetation and wind for providing theoretical surport for the restoration of the desertified land in Horqin Sandy Land and other semi-arid regions. |
| 中文关键词 | 科尔沁沙地 ; 沙丘类型 ; 生境 ; 凋落物分解 ; 凋落物水平通量 ; 凋落物N输入量 |
| 英文关键词 | Horqin Sandy Land sand dune habitat litter decomposition litter horizontal flux litter N |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 生态学 |
| 来源机构 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/287246 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王新源. 科尔沁沙地不同沙丘各生境凋落物物质周转与氮素再分配[D]. 中国科学院大学,2013. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
| 个性服务 |
| 推荐该条目 |
| 保存到收藏夹 |
| 导出为Endnote文件 |
| 谷歌学术 |
| 谷歌学术中相似的文章 |
| [王新源]的文章 |
| 百度学术 |
| 百度学术中相似的文章 |
| [王新源]的文章 |
| 必应学术 |
| 必应学术中相似的文章 |
| [王新源]的文章 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
