呼伦贝尔草原群落根系分布构型多样化分异规律研究

摘要

草地植物生物量在草地生态系统的营养物质分配和碳循环方面具有重要地位，对草地生态系统结构与功能也具有十分重要的影响。目前，对草原根系的研究大多集中在物种根系形态特征，生理特征以及根系构型等，对于草地根系地下生物量的空间分布研究也仅限于对某一具体植物类型根系整体的结构特点，而对草原区分布的各种不同草原群落及其退化类型根系生物量的系统对比研究尚未见报导。基于以上原因，本文在鄂温克旗和陈巴尔虎旗对呼伦贝尔草原开展了大量的地上生物量调查与根系分层取样测定工作，判断其地上、地下生物量的相互关系，确定群落根系的分层构型类型，同时分析了群落根系构型与植物主要类群组成的相互关系，研究了不同草地利用方式及草原退化状态对群落根系分布的影响，探讨了根系生物量对草原生态系统碳库的贡献。
　　本研究主要内容包括：⑴地上生物量与每一土层深度及0-30cm、0-100cm根系生物量均具有显著的相关关系，0-30cm和0-100cm土层深度地上、地下生物量的线性回归方程可以表示为:y=5.853x+237.8(R2=0.434; P＜0.001)y=6.548x+362.5(R2=0.498; P=0.002)。⑵在以每个样方根系单独取样统计情况下，群落根系的分层分布具有多样化的分布构型，包括V型分布、Y型分布、E型分布、T型分布和L型分布、0型分布及X型分布。其中，前4种根系分布构型根系生物量与地上生物量具有正相关关系，而3种分布构型则表现出负相关关系。该结果是对原有对根系分层分布主要为T型分布的主要补充。⑶草原植物根系分布类型与构成群落的植物类群组成存在密切联系。主要群落类型分层平均根系生物量的分布构型主要表现为V型分布、Y型分布、T型分布和L型分布4种类型。其中，V型分布和Y型分布以高大丛生禾草和杂类草植物为主，而L型分布以根茎禾草为主，小禾草比重提高，T型分布中根茎苔草占有显著优势。⑷草原不同退化状态具有不同的根系分布构型。禁牧原生群落和严重退化群落表现为T型分布，但前者以原生群落建群种和杂类草植物为主，而后者以重度退化群落建群种占据绝对优势。在V型分布和L型分布中，原生群落建群种和杂类草植物占优比例相当，Y型分布中虽然仍以原生群落建群种为主，但重度退化群落建群种比例明显提高。⑸不同的草地利用方式对个根系构型的根冠比有着一定程度的影响。⑹对不同草原类型碳库水平的分析表明，不同根系构型对应的草原生态系统碳密度存在明显差异，其变化与各种构型的退化状态具有较好的一致性。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 草地根系时空分布规律的研究进展

1．2．2 有关草地碳库的研究进展

1．2．3 地下生物量与地上生物量比值(R／S)的研究

1．2．4 地下根系与土壤关系的研究

1．2．5 植物根系的研究方法

1．3 技术路线图

第二章 研究区域概况、研究方法及数据处理

2．1 研究区概况

2．1．1 区位概况

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候特征

2．1．4 土壤特征

2．1．5 植物类型

2．2 研究方法

2．2．1 样地选取

2．2．2 地上生物量取样

2．2．3 地下生物量取样

2．2．4 土壤取样

2．3 数据处理

2．3．1 地上、地下生物量相关性(土层深度)

2．3．2 地上、地下生物量相关性(根系分布)

2．3．3 植物碳密度(地上植物、地下根系)计算

2．3．3 土壤碳密度计算

第三章 结果与分析

3．1 不同深度土层地上、地下生物量相关性分析

3．2 草原植物根系垂直分布构型分类及其地上、地下生物量相关性分析

3．2．1 草原植物根系垂直分布类型分类

3．2．2 不同根系生物量空间分布地上、地下生物量相关性分析

3．3 草原根系分布构型特征及其与植物群落学特征关系

3．2．1 草原根系分布构型与植物类群的关系

3．2．2 草原根系分布构型与退化演替阶段植物建群种的关系

3．4 草地利用方式对植物根系分布构型中根冠比的影响

3．5 群落根系分布特征与生态系统碳库密度特征的关系

第四章 讨论与结论

4．1 讨论

4．2 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间参与的课题与项目