模拟增温和刈割强度对黄土高原半干旱地区草地生态系统生产力和恢复力的影响

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气候变化（比如全球变暖）和土地利用改变（例如放牧强度增大）是全球环境变化的两个主要驱动力。随着全球变暖和土地利用方式的改变，生态系统稳定性受到了严重影响。本研究以黄土高原半干旱区撂荒十多年苜蓿草地作为研究对象，探究全球变暖背景下，人工模拟放牧强度对黄土高原半干旱地区草地生态系统的影响，以期为未来该地区农牧业的发展和草地生态系统管理和合理利用提供科学依据。该试验以刈割强度作为主要因子，增温作为次要因子，刈割强度共8个水平，每个刈割强度下设置增温（W）和不增温（N），共16个处理。研究结果表明：
　　1）增温处理空气日平均温度和湿度比不增温处理高1.7℃和3.6％；2014-2015年两个生长季土壤温度分别增加0.74℃和0.72℃；土壤水分含量分别下降3.53%和3.07%。同一刈割强度下，2014年生长季，增温处理土壤水分含量高于不增温，2015年结果与其相反。
　　2）刈割强度对植物群落地上生物量具有显著影响（p<0.01），其变化趋势呈正态分布（即中等刈割强度下生物量最大），增温能提高植物群落地上部分生物量，但不具有显著性（p>0.05）；增温下，刈割强度与生物量恢复之间呈显著正态分布趋势。
　　3）2014年物种数量减少率随着刈割强度的增大而增大但不显著（p>0.05）；增温处理能缓解刈割强度对物种数量带来的影响。增温处理下，物种恢复率与刈割强度之间存在开口向下二次函数关系，但不显著（p>0.05）；N处理下，刈割强度与物种恢复率之间具有显著线性关系（p<0.05）。
　　4）紫花苜蓿整株有机碳随时间呈线性增加趋势（p<0.05），全氮和全磷含量随时间呈线性降低趋势（p<0.05）。2014年，刈割强度对全氮和全磷均有显著影响（p<0.05），但增温下刈割强度对总有机碳无显著影响（p>0.05），不增温下刈割强度对TOC有显著影响（p<0.05）。2015年，刈割强度对有机碳、全氮和全磷均无显著影响（p>0.05）。
　　5）2014刈割结束以后，刈割强度对土壤表层有机碳含量（SOC）没有显著影响（p>0.05）；增温处理下，SOC含量随着刈割强度的增大而减小；不增温处理下，有机碳随刈割强度增大而增大。全氮和全磷随刈割强度变化趋势和 SOC一致。2015年，增温和不增温条件下刈割强度与SOC之间分别呈开口下上和向下的二次函数关系，且不同刈割强度对SOC有显著影响（p<0.05）。增温处理下，刈割强度对土壤表层全氮含量无显著影响（p>0.05）；不增温处理下，刈割强度与全氮含量之间存在显著正线性关系（p<0.05）。增温和不增温条件下，刈割强度对全磷含量无显著影响（p>0.05）。

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作者
裴九英;
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作者单位

兰州大学;

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授予单位兰州大学;
学科生态学·生态学
授予学位硕士
导师姓名 James F. Reynolds,叶建圣;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类草地学、草原学;
关键词
草地生态系统; 刈割强度; 地上净初级生产力; 土壤养分; 物种变化; 恢复力;

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