本文選題：高寒草甸　切入點(diǎn)：土壤裂縫　出處：《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：青藏高原是全球生物多樣性和地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域,高寒草甸是其最主要的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)前該區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)退化日益嚴(yán)重,而基于氣候變暖大背景下的人為活動(dòng)干擾是關(guān)鍵誘因之一。放牧作為高寒草甸植被最主要的人為干擾方式,顯著影響著植物群落組成,并直接影響著土壤結(jié)構(gòu)。本研究在野外觀察中發(fā)現(xiàn),過度放牧的高寒草甸土壤發(fā)生大面積開裂現(xiàn)象,導(dǎo)致草地植物群落的異質(zhì)性。土壤裂縫作為一門新興的研究領(lǐng)域,其發(fā)育過程、發(fā)生機(jī)理等基本問題尚不甚明確。基于野外的大量觀察,本研究從裂縫發(fā)生的原因和可能造成的生態(tài)學(xué)影響兩個(gè)主要方面著手,首先2013年在青藏高原東緣典型的高寒沼澤、高寒草甸和高寒草原區(qū)開展調(diào)查研究,從不同氣候帶和景觀尺度調(diào)查裂縫的發(fā)生區(qū)域,發(fā)現(xiàn)只有在高寒草甸有裂縫現(xiàn)象,并以斑塊狀鑲嵌分布,且在一年中有開裂和愈合兩個(gè)時(shí)期,裂縫愈合期的斑塊形成了愈合裂縫凹槽和內(nèi)部凸出部位兩個(gè)明顯不同的微生境類型。以此調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ),于2013-2015年,選擇高寒草甸小尺度研究區(qū),對(duì)應(yīng)設(shè)置裂縫和非裂縫區(qū)3個(gè)重復(fù)樣地開展研究。每個(gè)樣地采用系統(tǒng)隨機(jī)取樣法,首先確定裂縫指標(biāo)的取樣樣方以及對(duì)應(yīng)的土壤、植被取樣樣方,取樣之后將樣方固定以便后續(xù)取樣和對(duì)比分析,以此來明晰放牧干擾下高寒草甸土壤裂縫的發(fā)育規(guī)律和發(fā)生原因。之后于裂縫愈合時(shí)期,在每個(gè)裂縫區(qū),選取9塊裂縫斑塊,在裂縫凹槽和斑塊凸出部位設(shè)置樣方,進(jìn)行植被和土壤取樣。最終從高寒草甸土壤和植被兩個(gè)方面,探討愈合裂縫形成后可能造成的生態(tài)學(xué)影響。結(jié)果表明:1.在景觀尺度的調(diào)查發(fā)現(xiàn),土壤裂縫僅發(fā)生在年均溫度0.25±1.05℃和年均降雨550.11±60.60 mm的高寒草甸區(qū),氣溫和降雨兩個(gè)氣候因素是形成土壤裂縫的主要原因。高寒草甸土壤的開裂和愈合時(shí)間在一年中基本不變,即每年10月底開始裂開,次年3月裂縫達(dá)到最大(寬度可達(dá)3cm,深度可達(dá)30cm),5月初開始愈合,且開裂位置均在往年開裂處。在植被生長(zhǎng)旺盛期的8月,裂縫的開裂面積占整個(gè)試驗(yàn)樣地面積的17.96±1.15%。DCA排序表明,裂縫區(qū)樣方在排序軸上的位置與非裂縫區(qū)樣方的位置已發(fā)生明顯的分化,植物種在裂縫區(qū)與非裂縫區(qū)的組成比例已發(fā)生極大的變化。非裂縫區(qū)雜類草和禾本科植物重要值顯著高于裂縫區(qū)(P0.05),而裂縫區(qū)莎草科和菊科植物重要值較高。在8月植物生長(zhǎng)盛期,裂縫區(qū)植物群落高度、蓋度和地上生物量顯著高于非裂縫區(qū)(P0.05)。非裂縫區(qū)表層土壤(0-25cm)溫度在每個(gè)月份均高于裂縫區(qū)。裂縫區(qū)和非裂縫區(qū)土壤有機(jī)碳含量差異性不顯著,非裂縫區(qū)土壤容重和緊實(shí)度顯著低于裂縫區(qū)(P0.05),而土壤質(zhì)量含水量顯著高于裂縫區(qū)(P0.05)。非裂縫區(qū)20-30cm的0.25-2mm土壤團(tuán)聚體含量顯著高于裂縫區(qū)(P0.05)。RDA綜合分析發(fā)現(xiàn),土壤緊實(shí)度(10-40cm)、土壤含水量(10-30cm)和地上生物量的綜合作用導(dǎo)致了土壤裂縫的形成。2.在裂縫愈合期,對(duì)比愈合裂縫和非裂縫斑塊凸出部位,分析裂縫造成的生態(tài)學(xué)影響可知,愈合裂縫凹槽的土壤中存儲(chǔ)了大量種質(zhì)資源,種子數(shù)量是斑塊凸出部位同等面積儲(chǔ)存量的3.15倍。在5月-10月愈合裂縫0-25cm土壤溫度高于斑塊凸出部位,而在10月至次年1月愈合裂縫0-10cm土壤溫度在中午時(shí)間低于斑塊凸出部位,而10-25cm土壤溫度高于非裂縫區(qū)。愈合裂縫內(nèi)部土壤緊實(shí)度和容重顯著低于非裂縫區(qū)(P0.05),而毛管孔隙度和質(zhì)量含水量顯著高于斑塊凸出部位(P0.05)。愈合裂縫10-30cm土層1mm的土壤團(tuán)聚體含量顯著高于斑塊凸出部位(P0.05)。愈合裂縫內(nèi)富集大量的土壤營養(yǎng)成分,愈合裂縫內(nèi)部土壤有機(jī)質(zhì),全N、速效P、速效K含量均顯著高于凸出部位(P0.05)。這為植物群落的定植和擴(kuò)散提供了基礎(chǔ)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),愈合裂縫內(nèi)部植物群落的物種豐富度、高度、蓋度均顯著高于凸出部位。植物分布也出現(xiàn)了明顯的分化,植物傾向于向愈合裂縫處轉(zhuǎn)移,以矮嵩草(Kobresia humilis)、線葉嵩(Kobresia capillifolia)和冷地早熟禾(Poa crymophila)為優(yōu)勢(shì)種的植物群落在愈合裂縫處大量分布。CCA排序表明,愈合裂縫導(dǎo)致土壤緊實(shí)度和容重顯著低于凸出部位,對(duì)植物異質(zhì)性分布造成最顯著影響,同時(shí)為種子儲(chǔ)存和萌發(fā)提供了場(chǎng)所,為植物群落恢復(fù)提供了新的微生境。綜得,高寒草甸大面積土壤裂縫的形成是因?yàn)樵谇嗖馗咴厥獾臍夂驐l件下,由于過度放牧導(dǎo)致土壤緊實(shí)度增加,地上生物量降低,土壤孔隙降低。在一年中氣溫降低時(shí),土壤中固體顆粒的體積基本不變,但土壤中水分由于低溫結(jié)冰,體積增大,發(fā)生凍融交替,進(jìn)而導(dǎo)致土體移動(dòng),最終土壤裂開。但在氣溫回升后,裂縫重新愈合,由于形成位置相對(duì)較低的微地形,導(dǎo)致水肥愈合裂縫處富集,且土壤溫度較高,溫差較小,形成了植被生長(zhǎng)的適宜生境,進(jìn)而導(dǎo)致植物向愈合裂縫邊緣轉(zhuǎn)移,最終引起植物的差異性分布。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S812.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王慧春;趙修堂;王啟蘭;;青海高寒草甸不同植被土壤微生物生物量的測(cè)定[J];青海草業(yè);2006年04期

2 羅亞勇;張宇;張靜輝;卡召加;尚倫宇;王少影;;不同退化階段高寒草甸土壤化學(xué)計(jì)量特征[J];生態(tài)學(xué)雜志;2012年02期

3 張裴雷;方華軍;程淑蘭;徐敏杰;李林森;黨旭升;;增氮對(duì)青藏高原東緣高寒草甸土壤甲烷吸收的早期影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2013年13期

4 王秀紅;高寒草甸分布的數(shù)學(xué)模式探討[J];自然資源;1997年05期

5 蒲小鵬;胡自治;;天祝高寒草甸土壤酶活性分析[J];中國草地學(xué)報(bào);2006年06期

6 李娜;王根緒;高永恒;王俊峰;柳林安;;模擬增溫對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)高寒草甸土壤養(yǎng)分狀況和生物學(xué)特性的影響研究[J];土壤學(xué)報(bào);2010年06期

7 李娜;王根緒;楊燕;高永恒;柳林安;劉光生;;短期增溫對(duì)青藏高原高寒草甸植物群落結(jié)構(gòu)和生物量的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2011年04期

8 余開亮;陳寧;余四勝;王剛;;物種組成對(duì)高寒草甸植被冠層降雨截留容量的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2011年19期

9 李林;王振宇;徐維新;汪青春;;青藏高原典型高寒草甸植被生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣候和凍土環(huán)境變化的響應(yīng)[J];冰川凍土;2011年05期

10 付剛;沈振西;張憲洲;石培禮;何永濤;孫維;武建雙;周宇庭;;利用蒸散比和氣溫模擬藏北高寒草甸的光能利用效率[J];自然資源學(xué)報(bào);2012年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 曹廣民;杜巖功;梁東營;王長(zhǎng)庭;王啟蘭;;高寒草甸兩種類型植物對(duì)甲烷匯的影響[A];青藏高原資源·環(huán)境·生態(tài)建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國青藏高原研究會(huì)2007學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2007年

2 李月梅;曹廣民;;土地利用方式改變對(duì)高寒草甸土壤有機(jī)碳的影響的初步研究[A];2005青藏高原環(huán)境與變化研討會(huì)論文摘要匯編[C];2005年

3 王秀紅;鄭度;;青藏高原高寒草甸資源的可持續(xù)利用[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

4 王文穎;;高寒草甸土地退化及其恢復(fù)重建對(duì)植被碳氮含量的影響[A];第三屆全國植物生態(tài)學(xué)前沿論壇第三屆全國克隆植物生態(tài)學(xué)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2009年

5 張力;劉彩琴;鄭中朝;周學(xué)輝;肖西山;焦婷;馮瑞林;李偉;苗小林;;青海三角城種羊場(chǎng)高寒草甸草場(chǎng)氮、硫的季節(jié)變化及其盈缺分析[A];全國養(yǎng)羊生產(chǎn)與學(xué)術(shù)研討會(huì)議論文集（2003～2004）[C];2004年

6 姚德良;張強(qiáng);謝正桐;;高寒草甸陸氣水熱交換數(shù)值模擬研究[A];第十七屆全國水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第六屆全國水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];2003年

7 孫飛達(dá);龍瑞軍;;鼠類活動(dòng)對(duì)三江源區(qū)高寒草甸初級(jí)生產(chǎn)力的影響[A];2009中國草原發(fā)展論壇論文集[C];2009年

8 陶貞;沈承德;孫彥敏;高全洲;易惟熙;李英年;;土地利用變化對(duì)高寒草甸土壤有機(jī)質(zhì)更新的影響[A];中國地理學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸地理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

9 李希來;張靜;;青藏高原“黑土灘”形成的自然因素與生物學(xué)機(jī)制[A];草業(yè)與西部大開發(fā)——草業(yè)與西部大開發(fā)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國草原學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

10 孫平;趙新全;徐世曉;趙同標(biāo);趙偉;;冬季根田鼠(MICROTUS OECONOMUS)種群對(duì)實(shí)驗(yàn)增溫響應(yīng)的初步研究[A];野生動(dòng)物生態(tài)與管理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 記者 張目 朱國亮;豐腴的青藏高寒草甸草枯畜減[N];新華每日電訊;2003年

2 陳建明;漫游伊犁草原[N];中國綠色時(shí)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 毛琳;資源有效性對(duì)植物及其共生叢枝菌根真富群落的調(diào)控機(jī)制研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 苗福泓;青藏高原東北緣草地植物群落對(duì)放牧利用強(qiáng)度和降水變異的響應(yīng)[D];蘭州大學(xué);2015年

3 李君勇;青藏高原高寒草甸群落結(jié)構(gòu)和功能對(duì)環(huán)境干擾的響應(yīng)[D];蘭州大學(xué);2016年

4 蘆曉飛;西藏米拉山高寒草甸土壤微生物多樣性研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2009年

5 王輝;瑪曲高寒草甸沙化特征及沙化驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[D];蘭州大學(xué);2007年

6 張世虎;青藏高原東部高寒草甸土壤氮的礦化和硝化及地上地下關(guān)系的研究[D];蘭州大學(xué);2011年

7 章志龍;氮素添加對(duì)青藏高原東緣高寒草甸植物群落花期物候和群落結(jié)構(gòu)的影響[D];蘭州大學(xué);2013年

8 劉佳佳;青藏高原高寒草甸草本植物的空間格局及其形成機(jī)制[D];蘭州大學(xué);2012年

9 文淑均;青藏高原東緣高寒草甸種子雨研究[D];蘭州大學(xué);2012年

10 劉e，

本文編號(hào)：1608132