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吉林省西部草原土壤微域特征及其与植被耦合关系研究

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吉林省丰富的草地资源为其建设畜牧大省的构想提供了坚实的物质基础。当前,吉林省西部这一传统的草地畜牧区,集中了吉林省百分之九十的已开发利用的草地资源。由于长期不合理的开发利用,吉林省西部草地退化面积已达42%~64%。生态环境的恶化严重制约着当地社会经济的发展。因此,对草地退化、盐碱化及其改良的研究,也就成为吉林省西部地区可持续发展的技术经济节点。 草地的退化、盐碱化是草地生态系统的一种整体逆向演替,而退化、盐碱化草地的恢复则是草地生态系统在外界干扰停止或削弱后的一种进展演替。无论是退化演替还是进展演替,系统内部物质能量的循环与转化以及系统对外界因子变化的响应能力与方式等必然发生某种变化,尤其是草地植被、土壤环境因素以及二者之间的关系也会发生着一定的变化。为揭示微域范围内草地植被与土壤理化性质的变化特征、二者之间的相互关系及内在机理,本文以吉林省西部地区(前郭地区)的草原为研究对象,采用回归分析和灰色系统分析等方法,对草地植被与土壤的微域性特征以及放牧退化恢复草地的土-草耦合特征进行了研究探索,得到以下成果:1.在微域范围内,土壤盐碱化程度的大小顺序为,光板地>角碱蓬群落>星星草群落>寸草苔群落>芦苇群落>羊草群落>扁杆镳草群落>圆叶碱地毛茛群落>鹅绒萎陵菜群落。光板地、角碱蓬群落、星星草群落、寸草苔群落和羊草群落的土壤盐碱化程度的大小顺序与植被次生盐渍化演替的顺序相一致。土壤含水量为光板地最低,中旱生植物群落(角碱蓬群落、羊草群落和寸草苔群落)的土壤含水量总体低于湿中生植物群落(星星草群落、芦苇群落、扁杆镳草群落、圆叶碱地毛茛群落和鹅绒萎陵菜群落)。 2.土壤的各类养分在寸草苔群落、芦苇群落、羊草群落和圆叶碱地毛茛群落中的含量较高,在其他的样地中含量较低;各个样地的养分含量变化趋势与群落的盐渍化演替方向没有明显的联系。 3.土壤盐分组成中都是阳离子以Na+为主,而阴离子以CO32-和HCO3-为主,且各样地中都含有一定量的Ca2+、Mg2+及少量的CI-和SO42-。同时,苏打成分在各样地含量与土壤的碱化程度的变化次序相一致。 4.光板地、角碱蓬群落和星星草群落的土壤类型为苏打草甸碱土;其他六种群落的土壤都为盐碱化苏打草甸土。其中寸草苔、芦苇、羊草和扁杆镳草群落的土壤为中度盐碱化,而圆叶碱地毛茛和鹅绒萎陵菜群落的土壤轻度盐碱化。 5.星星草和寸草苔群落土壤质地为粉粘土;羊草群落和扁杆镳草群落土壤为砂质壤土;光板地、角碱蓬群落、芦苇群落、圆叶碱地毛茛群落和鹅绒委陵菜群落的土壤为砂质粉粘壤。羊草群落的土壤结构与其他群落比较相对良好;而光板地和角碱蓬群落的土壤结构不良。各样地土壤的微团聚体主要集中在0.01-0.25mm之间。土壤的分散程度按照土壤次生盐渍化演替的顺序逐渐增高。 6.各土壤理化指标在样地间的变异系数大小顺序为:pH值>可溶盐含量>电导率>碱化度>速效磷>有机质>全氮>碱解氮>含水量>速效钾>全磷。 7.在围封恢复的过度轮牧退化地中,四个群落的地下生物量随土壤深度的增加都呈现下降的趋势;总地下生物量为羊草群落最大,羊草-旋复花群落次之,而过度舱牧地的地下生物量最小。反应土壤盐碱化程度的指标都随着土层深度的增加而呈现上升趋势,各群落碱化程度大小为过度轮牧地退化群落>羊草-星星草群落>羊草-旋复花群落>羊草群落;反应土壤养分状况的指标含量随着土层深度的增加呈现下降的趋势,各群落间养分含量差别不大。 8.灰色分析结果表明,土壤速效钾、速效磷、水解氮和有机质对群落地下生物量的灰色关联度都较大,变化趋势也都与地下生物量的变化趋势相同,是优势因素;而土壤pH值、碱化度、电导率、可溶盐对群落地下生物量的灰色关联度相对较小,变化趋势相反,是限制性因素,含水量与地下生物量的灰色关联系数处于中间水平,既不是明显的限制因素,也不是明显的优势因素。 9.植被与土壤耦合关系的分析表明,四种群落的土-草耦合关系的优劣顺序为:羊草群落>羊草-旋复花群落>羊草-星星草群落>过度轮牧地的退化群落。过度轮牧地恢复演替的过程也是草地的土-草耦合关系从劣到优的过程。

黄文娟

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吉林省西部草原 土壤微域性特征 土壤植被耦合关系

硕士

生态学

赵兰坡

2005

吉林农业大学

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