本文關(guān)鍵詞：川西北沙化草地不同生態(tài)恢復(fù)年限植被和土壤有機(jī)碳、氮變化研究

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【摘要】：目前,草地沙化已經(jīng)成為一個(gè)世界性的問(wèn)題,我國(guó)是世界上受沙漠化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,因此,沙化草地恢復(fù)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。土壤有機(jī)碳、土壤氮素是反應(yīng)土壤生物學(xué)特性和土壤健康質(zhì)量的重要因子。研究沙化草地生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中土壤有機(jī)碳、氮素和酶活性變化特征,有助于深入理解沙化草地生態(tài)恢復(fù)的土壤生態(tài)環(huán)境效應(yīng),對(duì)于生態(tài)恢復(fù)效果評(píng)價(jià)及措施調(diào)控具有重要意義。因此,本研究采用時(shí)空替代法,以未恢復(fù)沙化草地和圍欄種植紅柳生態(tài)恢復(fù)年限分別為2、4、6和8年的沙化草地作為研究對(duì)象,調(diào)查了沙化草地植被群落特征,并采用分層采樣方法,結(jié)合室內(nèi)分析化驗(yàn),研究了0-60 cm土層土壤有機(jī)碳、氮素、酶活性及其組分含量和變化特征,研究結(jié)果表明：(1)隨著沙化草地生態(tài)恢復(fù)時(shí)間的延長(zhǎng),灌木和草本植物高度、蓋度、密度、多樣性指數(shù)、地上生物量均有不同程度的增加。生態(tài)恢復(fù)8年后,草本植物蓋度和密度分別為87%和684 ind/m~2,草本植物豐富度指數(shù)為2.642,均極顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p0.01)。草本植物平均高度為23 cm、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為2.147,顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p0.05), Pielous均勻度指數(shù)為1.123,和未恢復(fù)沙化草地相比差異不顯著(p0.05)。生態(tài)恢復(fù)2年、4年、6年和8年后灌木地上生物量分別為46.75 kg/100 m~2、77.69 kg/100 m~2、117.31 kg/100 m~2、171.48 kg/100 m~2,表現(xiàn)為顯著差異水平(p0.05)。生態(tài)恢復(fù)8年后草本植物地上生物量為156.2 g/m~2,和未恢復(fù)沙化草地相比增加了267.53%,方差分析結(jié)果表明,草本植物地上生物量表現(xiàn)為顯著差異水平(p0.05)。(2)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中沙化草地各土層土壤總有機(jī)碳(Soil Organic C, SOC)、溶解性有機(jī)碳(Dissolved Organic C, DOC)、易氧化有機(jī)碳(Readily Oxidation C,ROC)、微生物量碳(Microbial Biomass C, MBC)含量均有不同程度增加,其中0-20cm土層變化最為明顯,不同生態(tài)恢復(fù)年限土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量均達(dá)到了極顯著差異水平(p0.01),生態(tài)恢復(fù)8年后沙化草地土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量分別為6.14 g/kg、55.43 mg/kg、0.86 g/kg、128.94 mg/kg,均極顯著高于未恢復(fù)沙化草地(p0.01)；20-40 cm和40-60 cm土層土壤SOC、DOC、ROC、MBC含量也呈現(xiàn)出逐步增加的特征,但其增加幅度及差異顯著性均不及0-20 cm土層。(3)生態(tài)恢復(fù)期間土壤全氮(Tota1N, TN)、堿解氮(Available N, AN)、硝態(tài)氮(Nitrate N, NO3--N)、銨態(tài)氮(Ammonium N, NH4+-N)、微生物量氮(Microbial Biomass N, MBN)含量增加,生態(tài)恢復(fù)8年沙化草地和未恢復(fù)沙化草地相比土壤TN、AN、NO3--N、NH4+-N、MBN含量分別增加100.00%、50.73%、444.19%、302.70%、654.02%。從土層剖面來(lái)看,0-20 cm土層增加幅度較大,土壤TN、AN、NO3--N、MBN含量差異均達(dá)到了極顯著水平(p0.01),土壤NH4+-N含量差異達(dá)到顯著水平(p0.01),20-40 cm和40-60 cm土層土壤TN、AN、NO3--N、MBN含量也呈現(xiàn)出逐步增加的特征,但其增加幅度及差異顯著性均不及0-20 cm土層。(4)土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均隨著生態(tài)恢復(fù)年限的增加而增加,蔗糖酶增幅高于脲酶和蛋白酶。不同土層土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性差異達(dá)極顯著(p0.01)或顯著(p0.05)差異水平。(5)植被群落蓋度與土壤SOC、DOC、ROC、MBC、TN、AN、NH4+-N、 NO3-N、 MBN均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)關(guān)系(p0.01)。土壤剖面上,植被群落蓋度對(duì)土壤SOC、N素含量影響不同,其中,0-20 cm土層,土壤SOC、N素對(duì)植被群落蓋度的響應(yīng)更為明顯。土壤SOC和N素表現(xiàn)為極顯著(p0.01)或顯著正相關(guān)關(guān)系(p0.05),土壤SOC、N素與土壤酶活性也表現(xiàn)為極顯著(p0.01)或顯著(p0.05)正相關(guān)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：川西北 沙化草地 生態(tài)恢復(fù) 植被 有機(jī)碳 氮素
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S812
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-19
• 1.1 選題背景和意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀綜述13-16
• 1.2.1 沙化草地研究概述13
• 1.2.2 沙化草地生態(tài)恢復(fù)研究概述13-16
• 1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線16-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)16-17
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容17
• 1.3.3 技術(shù)路線17-19
• 2 材料與方法19-23
• 2.1 研究區(qū)概況19-20
• 2.1.1 地理概況19
• 2.1.2 氣候概況19
• 2.1.3 土壤和植被概況19-20
• 2.2 樣地設(shè)置和樣品采集20-21
• 2.3 土壤樣品分析化驗(yàn)21
• 2.4 數(shù)據(jù)分析與處理21-23
• 3 不同生態(tài)恢復(fù)年限沙化草地植被特征23-28
• 3.1 地表植被高度、蓋度變化特征23
• 3.2 草本植物物種多樣性23-25
• 3.3 地上生物量25
• 3.3.1 灌木地上生物量25
• 3.3.2 草本植物地上生物量25
• 3.4 討論25-26
• 3.5 小結(jié)26-28
• 4 不同生態(tài)恢復(fù)年限沙化草地土壤有機(jī)碳變化特征28-34
• 4.1 土壤總有機(jī)碳變化特征28-29
• 4.2 土壤溶解性有機(jī)碳變化特征29-30
• 4.3 土壤易氧化有機(jī)碳變化特征30-31
• 4.4 土壤微生物量碳變化特征31-32
• 4.5 討論32-33
• 4.6 小結(jié)33-34
• 5 不同生態(tài)恢復(fù)年限沙化草地土壤氮素變化特征34-41
• 5.1 土壤全氮變化特征34-35
• 5.2 土壤堿解氮變化特征35-36
• 5.3 土壤硝態(tài)氮變化特征36-37
• 5.4 土壤銨態(tài)氮變化特征37-38
• 5.5 土壤微生物量氮變化特征38-39
• 5.6 討論39-40
• 5.7 小結(jié)40-41
• 6 不同生態(tài)恢復(fù)年限沙化草地土壤酶活性變化特征41-45
• 6.1 脲酶活性變化特征41
• 6.2 蔗糖酶活性變化特征41-42
• 6.3 蛋白酶活性變化特征42-43
• 6.4 討論43-44
• 6.5 小結(jié)44-45
• 7 相關(guān)分析45-49
• 7.1 土壤有機(jī)碳與地表植被群落相關(guān)分析45-46
• 7.2 土壤氮素與地表植被群落蓋度相關(guān)分析46-48
• 7.3 土壤有機(jī)碳、氮素與土壤酶活性相關(guān)分析48
• 7.4 小結(jié)48-49
• 8 結(jié)論與展望49-51
• 8.1 結(jié)論49
• 8.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-60
• 致謝60-61
• 科研論文成果61

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本文編號(hào)：869505