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《北京师范大学》 2013年
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内蒙古草原生物量、地下生产力及其与环境因子关系研究

纪文瑶  
【摘要】:为探究内蒙古温带草原物种多样性、生物量及其分配与地下生产力的分布规律及其对环境因子的响应,本研究沿生境水热梯度变化,在内蒙古草原采用样带法布设33个样地,利用钻土芯法采集地下生物量,并通过内生长法回收了27个样地的地下生产力数据;同时通过采集土壤样品带回实验室分析获取土壤环境因子数据,并利用多年气象因子序列数据和GIS技术插值提取各样地的气候指标信息;经线性回归分析,探讨了物种多样性与生物量,生物量、地下/地上生物量比、地下生产力与气候和土壤因子间关系。在此基础上进一步建立起结构方程模型,以阐明环境因子对草原物种多样性、生物量与地下生产力分布规律的直接效应和间接效应。研究结果如下: (1)物种多样性指数与地上生物量总体上呈单峰模型。对于草甸草原,地上生物量与多样性指数呈显著负相关;对于典型草原,地上生物量与多样性指数无显著关系,而由大针茅和羊草为优势种的典型草原,地上生物量与多样性指数呈单峰关系;对于荒漠草原,地上生物量与多样性指数呈显著正相关,其中内蒙古草原降水量与物种组成对物种多样性起着重要作用。 (2)内蒙古草原的地上生物量、地下生物量和总生物量均随着草甸草原-典型草原-荒漠草原的顺序递减,且具有显著差异。但三种草原类型的地下/地上生物量比差异并不显著。 (3)草原地下生物量沿土壤深度梯度呈倒金字塔形分布。0-10cm土层地下生物量与pH呈显著负相关,随全氮和有机碳含量增加呈先增加后略微下降趋势。10-30cm土层pH与地下生物量显著负相关,30-40cm全氮含量再次显著降低,从而限制了地下生物量生长。40-50cm土层生物量与土壤环境未见显著相关。 (4)草原地上生物量与地下生物量与年均温呈显著负相关,与年均降水量呈显著正响应,与土壤有机碳和全氮含量呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负响应。地下/地上生物量比对气候和土壤等环境因子响应均不显著。 (5)内蒙古草原的平均地下生产力为269.1g·m~(-2)·a~(-1)。地下生产力对年均降水量呈显著正响应,对年均温和土壤pH值呈显著负响应。 (6)气候因子对土壤因子具有显著影响。土壤因子间也具有不同程度的联系。土壤因子所产生的效应在一定程度上反映的是气候的间接效应。气候因子尤其是年降水量的梯度变化,是导致草原生物量和生产力差异的最主要原因。 由于内蒙古草原地区各部分群落组成差异大,环境因子间组合状况复杂,气候和土壤等环境因子对地下/地上生物量比的解释作用有限。进一步的深入研究应着重于厘清各环境因子影响生物量及其分配和生产力的机制方面。
【学位授予单位】:北京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S812

【参考文献】
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