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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

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究进展

1.2.1封育对草地植物群落及其稳定性的影响

1.2.2封育对草地生态系统植物-土壤有机碳的影响

1.2.3植被-土壤有机碳δ13C值的影响因素

1.3研究内容

1.3.1封育对荒漠草原植物群落特征的影响

1.3.2封育对荒漠草原土壤团聚体的影响

1.3.4封育对荒漠草原植物-土壤有机碳δ13C值的影响

第二章研究区概况与研究方法

2.1研究区自然概况

2.1.1地理位置

2.1.2地形地貌

2.1.3气候

2.1.4土壤

2.1.5植被

2.2研究方法

2.2.1样地设置

2.2.2植被调查内容及方法

2.2.3样品采集与处理

2.2.4样品分析项目及方法

2.2.5数据计算

2.2.6数据统计

第三章结果与分析

3.1不同封育年限荒漠草原植物群落特征及其稳定性

3.1.1不同封育年限荒漠草原植物群落数量特征的变化

3.1.2不同封育年限荒漠草原植物物种组成及其重要值

3.1.3不同封育年限荒漠草原植物物种多样性的变化

3.1.4不同封育年限荒漠草原植物群落的相似性

3.1.5不同封育年限荒漠草原植物群落稳定性变化

3.2不同封育年限荒漠草原土壤团聚体的变化

3.2.1不同封育年限荒漠草原土壤机械稳定性团聚体组成特征

3.2.2不同封育年限荒漠草原土壤水稳性团聚体组成

3.2.3不同封育年限荒漠草原土壤团聚体平均重量直径(MWD)和破坏率的变化

3.3不同封育年限荒漠草原植物-土壤有机碳的变化

3.3.1不同封育年限荒漠草原植物有机碳含量及其储量的变化

3.3.2不同封育年限荒漠草原土壤有机碳的变化

3.3.3不同封育年限荒漠草原植物-土壤总有机碳储量变化

3.4不同封育年限荒漠草原植物-土壤同位素δ13C值变化

3.4.1不同封育年限荒漠草原植物同位素δ13C值变化

3.4.2不同封育年限荒漠草原土壤有机碳δ13C值变化

3.4.3不同封育年限荒漠草原植物和土壤碳同位素δ13C值差异特征

第四章讨论

4.1不同封荒漠草原植物群落特征及其稳定性的变化

4.2不同封育年限荒漠草原土壤团聚体组成变化

4.3不同封育年限荒漠草原植物-土壤有机碳含量变化

4.4不同封育年限荒漠草原植物-土壤同位素δ13C值变化

第五章结论

参考文献

致谢

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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(FY0)、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<0.25mm为优势粒径,10~20cm和20~40cm土层<0.25mm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<0.053mm粒级团聚体有机碳含量最高,0.053mm~0.25mm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0~10cm表层土壤0.25~2mm粒级团聚体δ13C值较其他粒径偏负。

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