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东祁连山不同类型草地生态系统N、P、K营养库季节动态研究

宋希娟  
【摘要】: 本研究试图从测定天祝高寒灌丛、高寒草甸、高寒草甸草原及高寒沼泽四种不同的草地类型中植物养分库、土壤养分库以及微生物养分库含量入手,对东祁连山高寒草地生态系统养分库循环进行研究,并对土壤养分库-植被养分库-微生物养分库三者之间的相互作用及其与系统养分储量的关系进行分析。为进一步研究高寒草地生态系统养分储备以及生态系统养分循环提供必要的数据依据,以期系统分析草地生态系统在全球气候变化中的生态价值和贡献,为陆地养分循环机制和全球养分收支平衡等方面的研究提供有益的借鉴。 1.不同高寒草地型生物量特征 高寒灌丛草地地上生物量在7月、9月明显升高,11月逐渐降低。杜鹃灌丛地上生物量最高为889.6g/m~2DM,其次为高山柳+金露梅灌丛550 g/m~2DM,金露梅灌丛最低200.6g/m~2DM,灌丛样地间呈现显著差异(p0.01)。地下生物量(0~20cm)的月变化与地上部分的变化趋势一致,三种灌丛群落生物量地上比地下除高山柳之外均小于1。草本草地地上生物量在89.2~146g/m~2DM,其中禾草草地型最低,嵩草草地最高。草本草地地上生物量远小于灌丛草地地上生物量,但其根茎比远大于1。 2.不同高寒草地型植被中养分储量 东祁连山七种不同高寒草地型植被全年平均氮素储量在55.48~157 kg/hm~2之间,7月升高,9月、11月下降,七个样地之间植被氮素储量均呈显著性差异(p0.05),其中金露梅灌丛储量最低,嵩草草地最高。全年平均磷素储量在3.83~11.21kg/hm~2之间,在9月份达到最大,11月份降低,样地两两之间均呈显著性差异(p0.05),其中金露梅灌丛最低,沼泽草地最高。全年平均钾素储量在13.76~38.75kg/hm~2之间,7月份达到最大,9月、11月份降低,与氮素的月季变化一致,在月份之间钾素储量变化差异显著(p0.05)。样地之间也呈显著性差异(p0.05),其中禾草草地型钾素储量最低,杜鹃灌丛最高。 3.不同高寒草地型土壤养分储量及变化 土壤氮素储量(0~20cm)在6.17~12.83t/hm~2之间,月季变化在7月份略有降低,9月升高,11月降低,与植被的生物量和植被中氮素储量的变化相反。土壤磷储量(0~20cm)在0.54~1.24t/hm~2之间,在0~10cm土壤全磷储量空间分布特征明显,样地之间均呈极差异显著(p0.01),而10~20cm的空间分布特征没有上层明显且磷素的分布有明显的垂直分布特征。土壤全钾储量在28.97~53.25t/hm~2之间,月季变化表现出7月下降,9月、11月略有升高的趋势,与全氮储量变化一致。 4.不同高寒草地型土壤微生物量养分储量及变化 东祁连山不同高寒草地型微生物量氮的储量(0~20cm)在52.74~183.66 kg/hm~2之间,占全氮储量的0.62%~2.9%。不同高寒草地生态系统土壤微生物生物量氮含量不同,草本草地土壤微生物量氮储量远高于灌丛且差异显著(p0.05),在全年表现出7月大幅下降,9月略有下降,11月明显升高的趋势。微生物量磷的储量(0~20cm)在28.38~49.54kg/hm~2之间,占土壤全磷储量的3.19%~8.08%。 5.不同高寒草地型养分总储量 东祁连山不同高寒草地型N、P、K总量养分库储量在36.1~65t/hm~2,土壤是东祁连山高寒草地生态系统养分的主要储存库,各养分的储存都达到了整个生态系统相应养分总量的99%以上。氮占养分总储量的13.73%~20.93%,磷占1.5%~2.07%,钾占77.08%~86.11%。


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