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封育对荒漠草原生态系统植物群落及有机碳分布的影响

陶利波  
【摘要】:为明晰封育对宁夏荒漠草原生态系统植被及有机碳分布的影响,采用空间序列代替时间序列的方法,选取未封育(FYO)、封育6年(FY6)、9年(FY9)和13年(FY13)的草地为研究对象,研究不同封育年限草地植物群落结构、植物及其枯落物有机碳及其δ13C值,土壤有机碳及其δ13C值在土壤剖面和不同粒径团聚体中的分布,探讨荒漠草原植物群落结构、植物-土壤系统有机碳分异特征对封育的响应。主要得出以下结论:(1)封育促进宁夏荒漠草原植被高度、地上地下生物量及枯落物累积量的增加,随着封育年限的延长,物种优势地位改变,多年生植物在群落中的比重加大,植物群落稳定性提高,但封育9年出现转折。(2)随恢复年限的延长,土壤干筛机械团聚体颗粒逐渐向大团聚体聚集,土壤结构改善。各土层水稳性团聚体均以0.25 mm为优势粒径,10~20 cm和20~40 cm 土层0.25 mm粒级水稳性团聚体含量均以封育9年的草地最高。团聚体MWD随封育年限的增加总体呈先下降后上升趋势,以封育9年的草地较低,团聚体破坏率则以封育9年的草地较高;随土层加深土壤干筛MWD和湿筛MWD总体呈增加趋势,团聚体破坏率呈波动性降低。(3)随封育时间的延长,荒漠草原植物地上部、枯落物有机碳含量及储量都表现为先增加后降低的趋势,植物根系有机碳储量、土壤有机碳储量、总有机碳储量呈上升-下降-上升的趋势,封育9年有所降低。(4)团聚体有机碳以0.053 mm粒级团聚体有机碳含量最高,0.053 mm~0.25 mm粒级团聚体有机碳对全土有机碳的贡献率最大;随土层加深,大团聚体对全土有机碳的贡献率增大。不同碳源对荒漠草原生态系统总有机碳储量的贡献为:土壤地下根系地上植物凋落物。(5)各封育年限草地植物地上部、牛枝子和短花针茅枯落物稳定性同位素δ13C值总体随封育年限的延长偏向正值,牛枝子和短花针茅同位素δ13C值表现出先下降后上升的变化趋势;封育9年的草地土壤有机碳δ13C值总体更加偏负;不同封育年限草地同一粒级团聚体有机碳δ13C值随土层的加深逐渐趋于正值。各封育年限草地0~10 cm表层土壤0.25~2 mm粒级团聚体δ13C值较其他粒径偏负。


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