火烧对北方封育草地植物-土壤生态系统化学计量及内稳性特征的影响

来源 :中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bazhahai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本研究以中国北方6个研究站点3种草原类型区封育草地群落为研究对象,分析不同季节火烧对草地群落生物量、化学计量特征及其化学内稳性特征的影响,旨在为全球干旱加剧背景下,我国退化草地恢复和治理工作提供理论基础和依据。本论文主要结论如下:(1)火烧并未显著改变地表植被高度、盖度和地上生物量(P>0.05),而对所有研究区地表植被密度和地下生物量有显著影响(P<0.05)。火烧对北方封育植被特征的影响存在区域性差异,整体上促进了禾本科植物的生长(物种重要值最大增幅118.74%),抑制了除鄂温克旗之外的所有研究样地非禾本植物的繁殖(物种重要值最大降幅85.08%)。火烧分别减弱了草地地上生物量及多样性指标与环境因子的相关性强度,但增加了地下生物量与环境因子的相关性强度。(2)火烧对叶片化学性质的影响存在季节性差异和植物群落功能群类别差异,非禾本科植物叶片受火烧影响强于禾本科植物,秋季火烧对植物叶片作用强于春季火烧。火烧对根系化学性质及化学元素计量比的影响没有季节性差异,但0-10 cm根系化学元素计量比受火烧的影响强于10-30 cm。火烧对封育草地土壤的影响存在地域性的差异,秋季火烧影响显著(P<0.05)。(3)火烧后叶片-根系-土壤系统与环境因子各要素的相关关系发生不同程度的变化。在植物叶片和环境因子关系上,火烧对其相关性影响较小;不同季节火烧均强化了植物根系与环境因子的相关性,改变了正负相关关系,同时春季火烧影响作用强于秋季;但不同季节火烧弱化了土壤与环境因子相关性,秋季火烧弱化作用强于春季火烧。(4)秋季火烧对植物叶片和根系元素内稳性的影响均显著强于春季火烧。火烧条件下植物叶片碳和磷元素内稳性强于根系,始终维持为“强内稳态”(P>0.05);而根系氮元素的内稳性则强于叶片,始终维持为“强内稳态”(P>0.05)。火烧条件下植物叶片氮元素内稳性显著降低,禾本科植物氮素两季火烧后内稳性降低为“弱内稳态”(0.25<1/H<0.5),植物氮素秋季火烧后内稳性降低为“弱内稳态”(0.25<1/H<0.5);而根系碳和磷元素内稳性也显著降低,10-30 cm和0-30 cm根系碳素内稳性秋季火烧后均降低为“内稳态”(0<1/H<0.25),0-10 cm根系和0-30 cm根系磷素内稳性秋季火烧后分别降低为“弱内稳态”(0.25<1/H<0.5)和“弱敏感型”(0.5<1/H<0.75)。
其他文献
黄土高原退耕还林(草)影响下流域水文连通过程的变化研究对于揭示植被变化对土壤侵蚀过程影响机制具有重要意义。以往水文连通性的定量表征未能从功能连通的角度揭示产汇流和产输沙过程中水文连通的阻力机制。因此,本文分析了退耕还林草对黄河中游河龙区间四条典型小流域水沙过程的影响,通过耦合达西-韦斯巴赫阻力(f)构建了新的水文连通性指数(ICf),评估了水文连通性的时空变化规律,对比分析了IC和ICf对流域径流
在长期的过度放牧和人为破坏下,使我国抗干扰能力较弱的草地退化十分严重。目前内蒙古草原不同类型草原生态系统的可利用性草地资源发生着不同程度的退化;再加上我国的大气氮沉降连年上升,这进一步导致了我国的草地生态系统可能由氮限制转化为受磷限制。本研究以北方草地的四种草原类型区(森林草原交错带、草甸草原、典型草原、荒漠草原)作为研究对象,研究有机无机氮肥配施对四种草原类型区草原地上生物量与地下生物量,物种多
实际蒸散发(Actual evapotranspiration,ETa)是水量平衡中的一个主要支出项,影响着地表生态系统中水分循环、植物生长发育和能量循环等环节。1990年以来,实际蒸散发在气候和土地利用的双重影响下发生了剧烈变化。本研究基于延河流域水文、气象数据和6期土地利用数据,探究基于蒸散互补相关原理模型在ETa估算中的适用性,采用趋势分析、突变检验、周期分析、敏感性分析、贡献量分析等方法,
氮素是影响草地生态系统碳汇功能的主要限制因子,化石燃料及化肥的大量使用导致生态系统氮素输入显著增加,进而影响植物-土壤之间的碳走向。植物根系分泌物是联系植物和土壤之间的纽带和桥梁。目前,氮肥施加作为草地经营和管理的重要途径,明确增施氮肥对碳素循环在陆地生态系统中的变化过程具有重要而深远的意义。本文以黄土高原典型植被白羊草为研究对象,分析不同氮添加水平(尿素0、2.5、5、7.5、10、15 g N
由于气候变化和人类活动的影响,草地生态系统的大规模退化已经引起相关学者的广泛关注。尤其在环境条件脆弱和生态系统结构不良的青藏高原地区,严重的草地退化现状不但危及区域生态安全,还影响着牧区经济的可持续发展。土壤退化是草地退化的核心,土壤退化意味着草地生产力和环境调节能力的下降,探究土壤性质的变化对于土壤质量的表征和明确草地退化机理有重要意义。本研究选取西藏自治区当雄县不同退化程度(未退化、轻度退化、
近年来中国随着退耕还林还草工程的不断推进以及城市化进程的加快,土地利用/覆被变化(LUCC)极为明显。对于水土流失频发的黄土高原地区来说,LUCC下的水土保持效应研究有十分重要的意义。本研究以兰州市城关区为研究对象,对2000-2020年LUCC水土保持效应进行了初步研究与评价。研究中选用了百合地(N1)和牡丹地(N2)两个耕地,油松+侧柏混交林地(L1)和刺槐+侧柏混交林地(L2)两个林地,撂荒
多年以来,葡萄产业已经成为宁夏地区农业发展以及农民增收致富的优势特色产业。为解决该地区西北季风影响造成的葡萄越冬防寒问题,当地研究人员提出了保护仓越冬防寒新技术,取得较好的防寒防晚霜效果。然而,该技术在实际应用中存在返潮期仓内湿度难以控制的问题,仓内湿度过低会引起枝条失水抽干,而湿度过大又会造成各种微生物病菌的繁殖,影响萌芽甚至危及葡萄存活。为解决这一难题,本文提出采用分层地下滴灌进行表层土壤水分
黄土高原退耕还林还草工程对陆地生态系统碳汇及碳循环具有重要的意义。森林生态系统碳库一般由植被地上部分、地下根系、土壤和凋落物四个部分组成。根系将土壤和大气相连与植物体共同影响生态系统的碳循环,同时植被根系也是深层土壤有机碳库的重要来源。由于深层土壤取样难度大,使得垂直剖面上土壤有机碳和无机碳含量及其分布特征不甚清晰,并且根系测量具有一定难度,费时费力还不一定准确。目前大部分研究都集中于植被地上部分
东北黑土区作为我国重要的粮食生产基地之一,因近百年的过度垦殖和水土流失导致土壤碳氮含量显著降低,对我国粮食安全造成严重威胁。已有研究集中于开垦50年内单一土壤类型的碳氮含量变化,缺乏长时间序列侵蚀和耕作条件下土壤碳氮含量演变规律及侵蚀速率与碳氮、微生物群落结构的关系研究。因此,本文以黑龙江省嫩江县鹤山农场不同开垦时间黑土(未开垦及1906年、1956年、1965年、1986年、1996年开垦)和草
细沟侵蚀是我国东北黑土区坡耕地普遍存在的土壤侵蚀形式之一。在春季融雪期,融雪径流的集中冲刷作用会加剧细沟侵蚀,但东北黑土区的长缓坡地形特征使得坡面侵蚀土壤短期内无法输移至流域出口,因此,传统方法难以监测到真实的坡面土壤侵蚀量。本研究以东北黑土区的一块垄作长缓坡耕地为研究对象,用人工径流模拟融雪水冲刷坡面垄沟,利用无人机低空航拍及栅格差减法提取细沟侵蚀体积,并通过细砂回填试验检验其计算精度;进一步对