【摘要】：草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定一直受到人為因素和氣候變化的威脅,草原荒漠化日益嚴重,人類影響下的草原水文變化特征和植物群落響應成為維持草原生態(tài)穩(wěn)定的關(guān)鍵和研究熱點。干旱半干旱草原是我國草原生態(tài)系統(tǒng)的主體組成部分,土壤水是連接大氣水、地表水、地下水的紐帶,同時顯著影響著草地植被的生長發(fā)育。本文以內(nèi)蒙古干旱半干旱草原典型區(qū)為研究對象,結(jié)合連續(xù)監(jiān)測、定期采樣和室內(nèi)實驗,基于氣象數(shù)據(jù)、土壤水分數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)和土壤特征數(shù)據(jù)描述分析了放牧對草原土壤水分的影響及土壤含水率對降雨的響應規(guī)律;使用相關(guān)分析、聚合分類、廣義可加模型(GAM)等方法探討了植物群落(組成、綜合地位)分布情況及其與氣象因子的關(guān)系;分析研究降雨、相對濕度、溫度、太陽輻射對地上生物量、地下生物量、根冠比變化直接或者間接的影響;以期總結(jié)降雨與土壤水分的轉(zhuǎn)換規(guī)律以及氣象條件對草原植被群落變化的作用特征,為了解當?shù)夭菰倪^程,預測或改善草原生產(chǎn)力提供基礎(chǔ)資料,同時為制定合理的放牧政策、保護草原物種多樣性以及防治草原荒漠化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論支持。主要研究結(jié)果如下:(1)放牧會導致草原地上生物量減少,土壤蒸發(fā)作用加劇,降雨轉(zhuǎn)化率降低;放牧會影響0～15cm層植被根系,導致根系吸水能力減弱,上層土壤水分向下運移速度加快,因此放牧區(qū)0～15cm層含水量小于禁牧區(qū),30cm層卻大于禁牧區(qū);禁牧區(qū)與放牧區(qū)5cm、10cm和15cm層土壤水分對降雨的響應相似,單次或累積降雨量大于10mm時,土壤含水量即有顯著增加,但會因干旱間隔(兩次降雨事件之間無降雨日數(shù))時間的不同而變化;禁牧區(qū)含水量對降雨更加敏感,增加幅度較大,30cm層開始土壤水分對降雨的響應有明顯滯后現(xiàn)象;禁牧區(qū)單次降雨量大于30mm或累積降雨量大于20mm且干旱間隔時間≤3d時,30cm層土壤水分有顯著增加,放牧區(qū)30cm層只在干旱間隔較短(≤2d)的連續(xù)大降雨(降雨量35rmm)后有明顯波動;禁牧區(qū)0～30cm層的土壤水分增加量都與降雨量、降雨強度極顯著相關(guān),放牧區(qū)0～15cm層與降雨量極顯著相關(guān),0～10cm層與降雨強度極顯著相關(guān)。(2)禁牧5年后土壤垂向異質(zhì)性增強,降雨過程中各土層土壤含水量差異顯著,放牧區(qū)則相反;兩個區(qū)域土壤水分對降雨響應的滯后時間隨土層深度增加而增加,相對于禁牧區(qū),放牧區(qū)淺層土壤(5cm、10cm)持水性能較弱入滲完成用時較短;5mm以下的降雨對禁牧和放牧區(qū)土壤水分均無明顯補給作用,當降雨連續(xù)均勻且強度不超過5mm/h時最有利于入滲,放牧區(qū)入滲深度達到15cm和30cm層分別需要7.9mm和大于25mm的降雨,而禁牧區(qū)大于5mm的降雨就可以入滲到30cm 土層;強度5～6mm/h的獨立降雨只能入滲到表層土壤中(5cm),強度大于15mm/h的降雨在禁牧區(qū)能通過大孔隙快速入滲到30cm及更深層土壤,放牧區(qū)則表層入滲較快(0～5cm),深層入滲較慢,會形成地表徑流甚至洪水災害。(3)根據(jù)生長季植物在群落中的綜合地位變化趨勢,禁牧區(qū)植物主要分為Ⅰ類羊草,Ⅱ類黃囊苔草+糙隱子草,Ⅲ類米氏冰草+克氏針茅,Ⅳ類雙齒蔥+細葉蔥,放牧區(qū):Ⅰ類克氏針茅,Ⅱ類羊草+糙隱子草,Ⅲ類米氏冰草+黃囊苔草,Ⅳ類雙齒蔥+細葉蔥。禁牧區(qū)降雨和溫度是影響物種在群落中綜合地位的主要因素,降雨對4類植物重要值都有顯著影響(p0.05),GAM擬合的解釋偏差分別為46.2%、30.8%、42%、24.7%,羊草對溫度的響應不顯著,溫度對Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類植物的重要值的解釋力分別為32.6%、56.8%、34.6%。放牧區(qū)溫度和輻射是影響植物重要值的主要因素,除克氏針茅受氣象因素影響很小外,Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類植物重要值對溫度和輻射都有很明顯的反應(p0.05),溫度對各類植物重要值的解釋力依次為76.2%、65.7%、39.4%,輻射的解釋力分別為72.8%、68.7%、67%。降雨是影響地上生物量的主要決策變量,除通過自身對生物量起直接的促進作用外,還間接通過改變相對濕度,進一步影響地上生物量;觸發(fā)植物枝葉生長的降雨閾值并不是固定的,閾值下限隨生物量增加而增加,5月初下限最小;降雨量、降雨事件大小和降雨強度是影響草原地上生物量的主要降雨參數(shù),當降雨總量或每場降雨量增加1mm時,禁牧區(qū)生產(chǎn)力變化量分別增加3.1g和5.85g,而放牧區(qū)生產(chǎn)力變化量更多取決于放牧強度,與降雨模式相關(guān)性不顯著;禁牧區(qū)溫度和太陽輻射是改變地下生物量的主要影響因素,對地下生物量起直接的抑制作用,放牧區(qū)地下生物量只受溫度的顯著影響,溫度過高或輻射太大,都不利于植物根系的生長發(fā)育;禁牧區(qū)地下、地上生物量的分配受降雨、濕度、輻射、溫度的綜合作用,溫度和輻射的直接作用較大,對其他氣象因子的間接作用較小,降雨能直接作用于根冠比還能通過影響相對濕度和溫度間接影響根冠比,放牧區(qū)根冠比只與降雨和溫度顯著相關(guān)。
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邐內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文邐７＿逡逑１．４．２技術(shù)路線逡逑研宄主要分為前期選題、野外監(jiān)測和室內(nèi)實驗、文章撰寫三個階段。首先查閱文逡逑獻，選取大致方向，了解國內(nèi)外研究進展，總結(jié)不足與發(fā)展趨勢，設定研[偰勘輳徨義銑魴枰餼齙目蒲侍狻Ｔ僖越餼鑫侍馕≈貧ㄊ匝櫸槳�，根据试褭螛进行野外辶x系韃�，定普E杉參錆屯寥姥罰嘶厥笛槭遙舛ㄋ柰寥覽砘災始爸參锏厴�、辶x系叵律锪浚杉脖謊分�，偶{閌胝掌�，兼@忌ぜ局脖蛔純齙謀浠獺ｅ義獻詈蟠硎藎�，窋S嗷闋芎蟾菪枰餼齙目蒲侍�，进行统计分斡z芯客寥浪皺義系氖笨輾植繼卣骷敖滌甓越劣敕拍斂菰寥浪植繼卣韉木齠ㄐ雜跋歟侗鷓芯殼義現(xiàn)脖簧ぜ鏡納で魘疲郝浣峁�，壹s敖滌昊蚱淥笠蜃傭災脖壞淖饔謾Ｗ鈧�，辶x轄餼鎏岢齙目蒲侍狻ｅ義

本文編號：2650749