古尔班通古特沙漠土壤种子库时空特征及其对积雪覆盖改变的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 贾风勤 |
| 答辩日期 | 2017-05-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 新疆乌鲁木齐 |
| 导师 | 张元明 ; 塔西甫拉提·特依拜 |
| 关键词 | 土壤种子库 种子活力 时空格局 取样尺度 积雪覆盖变化 植物群落结 Soil Seed Bank Seed Vigor Spatial Distribution Pattern Sampling Scale Snow Variability Plant Community Structure |
| 学位专业 | 理学博士 |
| 英文摘要 | 古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠，自 80 年代以来沙漠油气资源开发、公路建设、过度放牧等对沙漠植被产生严重的干扰，使维持沙漠地表稳定的基本条件正趋于丧失，威胁着荒漠生态系统的稳定性。土壤种子库是植被更新和恢复的重要前提，深入了解该沙漠土壤种子库特征及其与地上植被的关系，对于指导受损植被的恢复实践具有重要意义。鉴于此，本文以古尔班通古特沙漠为研究区域，分析了沙丘 7 个地貌部位土壤种子库时空分布特征，解析了土壤种子库及其与地上植物关系，阐明了土壤种子库空间分布格局的尺度效应，探讨了积雪变化对土壤种子库种子萌发及种子活力的影响。主要研究结果如下：（1）沙丘冬季、春季和秋季沙丘土壤种子库密度在整体上（0-10 cm）分别为478.87 seeds/m2、97.87 seeds/m2 和 177.86 seeds/m2，呈显著差异；土壤种子库物种丰富度分别为 17、11 和 12 种，生活型均以短命植物占绝对优势；土壤种子库密度、物种丰富度、Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数和 Pielou 均匀度指数均表现为从冬季土壤种子库到秋季土壤种子库呈“V”型变化即春季土壤种子库各数量特征均为最低。（2）沙丘0-10 cm土壤层次3种土壤种子库的密度、物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson 指数和 Pielou 均匀度指数受坡位影响显著，其中迎风坡底部、背风坡3 个坡位的冬季种子库和春季种子库间有显著差异。0-2 cm 土壤层次 3 种土壤种子库各数量指标也受坡位影响显著，其中在迎风坡坡底、背风坡上部和下部多表现出冬季土壤种子库显著高于春季，但个别坡位存在秋季显著高于春季。（3）沙丘植物种以菊科为主，生活型多为短命植物；迎风坡植物密度显著少于背风坡，且随季节变化两坡向植物密度变化均呈“V”型，共有种以背风坡相对较多。α 多样性指数在迎风坡及背风坡均为坡上部最大，坡底最小且有显著差异；从早春到秋季各坡位 α 多样性指数呈减少和“V”型两种变化趋势。β 多样性指数变化表明随坡位升高，迎风坡和背风坡物种替代性指数降低，相似性指数增加，两者在背风坡均表现为显著变化；从早春到秋季两坡向上物种替代指数增加，相似性指数降低，但替代性指数均无显著差异，沙丘坡向和坡位对草本植物α多样性和β多样性时空格局均产生显著影响。（4）沙丘 7 个坡位 0-10 cm 冬季、春季和秋季土壤种子库相似性关系中冬季土壤种子库相似性系数均较春季和秋季为高，但同一种子库在 7 个坡位间相似性系数无显著差异；7 个坡位 0-2 cm、2-5 cm 和 5-10 cm 土壤层次 3 种土壤种子库相似性均以0-2 cm 为最高。土壤种子库与地上植物组成的物种存在关系中以“只有地上植物但无土壤种子库”的物种数量始终为最高。土壤种子库及地上植物物种生活型均以短命植物为主。（5）相比与土壤种子库种子密度和物种丰富度，Shannon-Wiener 指数、Simpson指数和 Pielou 均匀度指数具有更为明显的空间尺度效应；Pielou 均匀度指数随取样面积增加呈线性负相关，最小取样面积不能确定；其余 4 个土壤种子库数量特征均随取样尺度增加呈现单峰分布特征，建议测定种子密度的取样尺度为 0.5 m×0.5 m，物种丰富度指数、Shannon-Wiener 指数和 Simpon 指数为 2 m×2 m。（6）积雪处理对不同植物种子萌发率影响为：抑制萌发、促进萌发、对种子萌发的影响不定；不同积雪处理还显著影响部分植物种子萌发。在积雪处理对种子萌发有促进作用的植物种中，短命植物最多，多年生植物最少；有抑制作用的植物种则主要以短命植物和多年生植物为主。未萌发种子复水萌发率表现出 4 种变化趋势：随积雪厚度增加，复萌萌发率呈单调增加或单调降低的变化趋势；呈“V”型或倒“V”型变化趋势，拐点均出现在自然降雪处理下。积雪处理导致 36.54%的植物所有未萌发种子失去活力。积雪处理对未萌发种子潜在活力均表现两种影响：正效应和负效应。尤其是在积雪处理对种子萌发有抑制作用的植物种中，去雪、自然降雪和加雪处理对短命植物种子萌发负效应高于一年生长营养期植物、多年生草本和灌木。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/14781]  |
| 专题 | 新疆生态与地理研究所_研究系统_荒漠环境研究室 |
| 作者单位 | 1.新疆大学 2.中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 贾风勤. 古尔班通古特沙漠土壤种子库时空特征及其对积雪覆盖改变的响应[D]. 新疆乌鲁木齐. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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