退化草原植物功能群和土壤性状的变化及碳截存特征

摘要

本文以内蒙古东部克鲁伦河流域的放牧退化草原为研究对象，比较了不同类别植物功能群的空间分布，分析不同退化程度草原群落土壤理化与微生物性状的变化，进一步开展了植被—土壤系统碳截存特征的研究，主要研究结论如下: 1、在中度退化样地中，水分生态型功能群和种子传播类型功能群的植物生长较好;在轻度退化样地中，生活型功能群的物种高度最大;生育型功能群中，匍匐型植物随着退化程度的增加而减少。就地上生物量的分布而言，植物水分生态型功能群中，旱生植物在中度和轻度退化中占有绝对优势地位，强旱生植物在重度退化样地优势明显;植物生活型功能群中，多年生草本植物在不同退化程度中都占有明显优势;生育型功能群中，丛生型植物在中度和轻度退化样地布较广，重度退化中鳞茎植物占优势。从种子传播类型功能群来看，重力传播方式的植物在重度退化占绝对优势主。在中度退化条件下草原群落的功能群多样性最高。 2、退化样地的土壤水分、养分（有机质、全氮）、微生物量碳氮，以及微生物数量和酶活性显著下降，土壤容重明显增加。退化样地的土壤微生物生物量碳氮在128～185和5.6～13.6 mg·kg-1，土壤脱氢酶和脲酶活性均与土壤容重呈显著负相关，与土壤全氮、有机质、微生物数量以及微生物生物量碳氮呈显著正相关，地上生物量与土壤细菌和真菌数量呈不同程度的正相关。 3、中度退化样地的群落物种丰富度最大，群落物种多样性最高。不同退化程度下，土壤有机质、地上生物量、地下生物量和土壤微生物生物量碳彼此之间呈一定的相关性。随着退化强度的加剧及土层深度的加深，土壤碳截存量呈减少趋势。其中，土壤有机质的变化趋势与土壤碳截存量趋势相同;而土壤无机碳含量呈现逐渐增大的特征。过度放牧破坏了土壤的理化性质及土壤质量，加速了土壤有机质的损失。草原群落的根冠比也随着退化程度的增大而增加。以土壤微生物生物量碳作为土壤固碳能力的指标，不同退化程度下的草原群落土壤固碳能力为轻度＞中度＞重度退化样地。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状及发展动态

2 研究区域与方法

2．1 研究区域概况

2．2 研究思路和技术路线

2．3 实验设计与方法

2．3．1 样地设置

2．3．2 样品采集

2．3．3 分析方法

2．3．4 数据处理

3 草原退化过程中植物功能群数量特征的变化

3．1 植物功能群类型的划分

3．2 不同植物功能群的垂直分异

3．3 不同植物功能群的生物量特征

3．4 植物群落物种多样性的变化

3．5 讨论

4 退化草原土壤理化性状与微生物特性的变化

4．1 不同退化阶段土壤的理化性状

4．2 不同退化阶段土壤微生物数量的变化

4．3 不同退化阶段土壤酶活性的变化

4．4 讨论

4．4．1 草原退化对土壤理化性状的影响

4．4．2 草原退化对土壤微生物特性的影响

4．4．3 草原退化对土壤酶活性的影响

5 放牧梯度上草原植被—土壤系统碳截存特征

5．1 不同退化阶段群落物种优势度的变化

5．2 不同退化阶段群落生物量的变化

5．3 土壤有机质与群落生物量及土壤微生物生物量碳的相关性

5．4 讨论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢