毛乌素沙地南缘沙地—草地景观界面植被和地境变化

摘要

景观界面深刻影响着生态系统的结构、功能以及不同尺度景观的生态过程。宁夏盐池县位于毛乌素沙地西南边缘，是鄂尔多斯高原向黄十高原过渡的地带，也是沙地到荒漠草原到典型草原的过渡带，沙漠化非常严重。本研究以盐池县草原为研究对象，于2005-2006年分别在沙地-荒漠草原、典型草原-沙地景观界面设置3条平行样线(沙地-荒漠草原界面样线长3.1-4.4km，样方间隔为100m；典型草原-沙地界面样线长110km，样地间隔为2km)，对植被、土壤及微气候进行调查，采用游动分割窗技术判定沙地-草地过渡带界面位置，并将整个沙地-草地景观界面划分为不同的沙化类型草地，进一步探讨不同沙化类型草地植被、气候和土壤的变化。结果表明： 依据植被和土壤参数判定，景观界面位置有一定重叠，但不完全相同。在草地系统向沙地系统的生态转换过程中，植被变化先行于土壤变化。综合植被和土壤的判定结果，毛乌素沙地南缘沙地-荒漠草原过渡带存在3个边界，由此将整个界面划分为流动半流动沙丘草地、固定半固定沙地草地、盐化丘间低地草地和缓坡丘陵梁地草地4个类型；典型草原-沙地过渡带存在3个明显的边界，由此将整个界面划分为潜在沙漠化草地、轻度沙漠化草地、中度沙漠化草地和严重沙漠化草地4个类型。 在沙地-草地景观界面，自草地到沙地，植被组成发生变化，多年生草本植物逐渐减少，一年生草本植物、灌木和半灌木逐渐增加，群落物种多样性降低；植物通过增强渗透调节能力和酶促防御系统以适应和抵御环境胁迫。 该地区土壤颗粒组成以细沙为主，含水量低，结构松散，养分贫瘠。不同尺度景观界面自草地到沙地，土壤含水量下降；表层(0-20cm)土壤颗粒组成变化明显，砂粒含量增加，粘、粉粒含量减少；有机碳、氮、磷、钾含量降低；pH值和全盐含量无明显变化规律。 在沙地-草地景观界面，自草地到沙地，土壤生物学活性降低。土壤微生物总量、三大菌数量及微生物各类生理群数量下降；土壤过氧化氢酶、脱氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶活性总体降低。微生物数量及各类土壤酶活性与土壤粘粒、有机碳、氮、磷、钾含量呈显著正相关。除沙化顶级类型草地外，0-5cm土层各类微生物数量及酶活性均高于 5-20cm土层。 毛乌素沙地南缘沙地-草地景观界面土壤性状具有高度的空间异质性。除pH值空间相关性较弱外，土壤粘粒、有机碳、氮、磷、钾和全盐具有明显的空间自相关现象。住沙地-荒漠草原景观界面，各要素的空间变异发生在较小尺度：在典型草原-沙地景观界面，除速效磷外，其它性状均表现出较大尺度的空间自相关性。 沙地-草地景观界面自草地到沙地，光照强度增加，空气湿度下降，气温、土壤温度变幅加大，群落小气候向着更为干旱和不稳定的方向发展。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩写词表

声明

第一章引言

1.1研究背景及意义

1.2荒漠化研究综述

1.3景观界面及其研究进展

第二章研究区自然概况和研究方法

2.1研究区自然概况

2.2研究方法

第三章结果与分析

3.1沙地—草地景观界面的判定及沙化类型草地的划分

3.2沙地—草地景观界面植被群落多样性的变化

3.3沙地—荒漠草原景观界面赖草和中亚白草的抗逆生理特性

3.4沙地—草地景观界面土壤理化性质的变化

3.5沙地—草地景观界面土壤微生物数量的变化

3.6沙地—草地景观界面土壤酶活性的变化

3.7沙地—草地景观界面土壤的空间异质性分析

3.8沙地—草地景观界面小气候的变化

第四章讨论

4.1沙地—草地景观界面的判定及沙漠化类型的划分

4.2沙地—草地景观界面植被的变化

4.3沙地—草地景观界面植被适应性的变化

4.4沙地—草地景观界面土壤理化性质的变化

4.5沙地—草地景观界面草地土壤微生物的变化

4.6沙地—草地景观界面土壤酶活性的变化

4.7沙地—草地景观界面土壤空间异质性

4.8沙地—景观界面小气候的变化

第五章结论

参考文献

致 谢

个人简介