科尔沁沙地不同退化植被土壤种子库与植物群落关系研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵丽娅 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李锋瑞 |
| 关键词 | 科尔沁沙地 植被类型 退化沙质草地 沙质草甸 封育 土壤种子库 地上植被 差巴嘎篙 散布格局 相互关系 |
| 其他题名 | Relationship between soil seed banks and standing vegetation across differently degraded sandy grasslands in the Horqin Desert of Inner Mongolia, China. Doctoral thesis, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China, x + 133 pp., Chinese and English abstract. |
| 中文摘要 | 本文以地处我国半干旱农牧交错生态脆弱带的科尔沁沙地为研究区域，综合运用繁殖生态学、植物生态学、恢复生态学和土壤学等多学科的理论，采用野外观测、室内测试和数学分析相结合的研究方法，在2002年和2003年对处于不同荒漠化发展阶段的一系列退化沙质草地、沙质草甸又封育草地和未封育放牧草地的土壤种子库和地上植物群落特征及其相互关系进行了系统的野外生态学实验研究，旨在为我国干旱荒漠化地区退化沙地生态系统的恢复和重建以及沙地生态系统的优化管理提供科学依据，并促进这一特殊的生态类型区域恢复生态学理论及研究方法的发展。获得的主要研究结果如下：不同退化沙质草地土壤种子库和地上植被特征及其相互关系通过连续2年对处于不同荒漠化发展阶段的一系列退化沙质草地类型如流动沙地（严重荒漠化阶段）、半流动沙地（中度荒漠化阶段）、半固定沙地（轻度荒漠化阶段）和固定沙地（潜在荒漠化阶段）的土壤种子库和地上植物群落特征及其相互关系的系统研究，获得如下重要的结论：（1）草地荒漠化过程地上植被与土壤种子库植物种数的衰减模式不同，土壤种子库植物种数从潜在荒漠化阶段（固定沙地）到中度荒漠化阶段（半流动沙地）变化很小，从中度荒漠化到严重荒漠化阶段（流动沙地）衰减速度明显加快；而地上植被植物种数随着荒漠化程度的增加而下降，其中从中度荒漠化到严重荒漠化发展阶段是地上植被物种数衰减最快的时期。（2）地上植被和土壤种子库密度随荒漠化程度的增加而下降，其下降速率因荒漠化发展阶段不同而异，从固定到半固定沙地是土壤种子库和地上植被密度下降最快的时期。草地荒漠化对土壤种子库的影响明显大于地上植被，从固定到半固定沙地，土壤种子库密度下降了458％，而地上幼苗群落密度和定植群落密度分别下降了88％和113％。（3）地上植被与土壤种子库共有种数随着荒漠化程度的增加而减少，从而导致了地上植被与土壤种子库组成相异性的增大。4种类型退化沙质草地在土壤种子库组成上的相似性要高于地上植被组成上的相似性，表明在荒漠化过程中土壤种子库的种类组成的变化要比地上植物群落小。（4）土壤种子库密度与地上幼苗群落密度、定植群落密度及地上植被生物量存在显著的相关性，其间关系可用二次曲线来描述。沙质草甸土壤种子库与地上植物群落结构特征通过对沙质草甸土壤种子库和地上植被特征及其关系的分析研究，获得以下几点结论：（1）沙质草甸土壤种子库与地上植被结构存在显著差异。土壤种子库的植物种数是37，其中一年生草本植物占62％，多年生草本植物占24％。地上幼苗群落和定植群落的植物种数分别为44和47，一年生草本植物所占比例分别为50％和49％，而多年生草本植物所占比例分别为41％和43％，由此可见，与土壤种子库相比，地上植被一年生草本所占比例下降而多年生草本所占比例显著增加。（2）基于全部植物种计算出的土壤种子库与定植群落组成的群落相似性系数为0.667，而基于一年生草本植物种计算出的土壤种子库与定植群落组成的群落相似性系数明显大于基于多年生草本植物种计算出的土壤种子库与定植群落组成的群落相似性系数，由此可见，土壤种子库与地上植被一年生植物群落组成的对应性较高。（3）沙质草甸土壤种子库密度与地上幼苗群落密度、定植群落密度和地上生物量存在显著的相关性，其中幼苗密度66％的变异、定植群落密度60％的变异及地上生物量42％的变异可归因于土壤种子库密度的变异。封育对退化沙质草地土壤种子库与地上植物群落结构的影响通过对封育和未封育放牧草地土壤种子库、地上幼苗群落和定植群落结构特征及其相互关系的定量分析研究，获得如下重要结论：（1）对退化草地实施封育后明显提高了地上植被与土壤种子库的密度和物种丰富度，尤其是显著增加了群落中优良禾草的种类和密度，使草地质量得到较大的改善，进一步证实封育是促进退化草地地上植被和土壤种子库生态恢复的有效措施之一。（2）草地退化过程中，地上植被与土壤种子库对放牧干扰的响应机理不同，放牧对地上植被物种丰富度的影响明显大于土壤种子库，而对土壤种子库密度的影响又大于地上植被。与封育草地相比，未封育草地地上植被物种丰富度下降了60％，地上植被密度下降了5％，而土壤种子库物种丰富度下降了25％，土壤种子库密度下降了769％。（3）放牧显著降低了地上植被与土壤种子库共有种的数量，从而降低了地上植被与土壤种子库组成上的相似性。此外，封育和未封育草地在土壤种子库组成上的相似性要高子地上植被组成上的相似性，这是放牧对地上植被种类组成的影响大于对土壤种子库种类组成的又一个重要证据。（4）回归分析表明，土壤种子库密度与地上幼苗群落密度、定植群落密度及地上生物量之间均存在显著的正相关性，其中土壤种子库密度的变异可解释幼苗群落密度59％的变异与定植群落密度51％的变异。这表明土壤种子库在地上植被的自然更新过程中起着重要的作用。流动沙丘先锋灌木差巴嘎篙的种子散布格局通过对先锋灌木差巴嘎篙的种子散布及其特征的定位观测研究，获得以下结论：（l）差巴嘎篙母株向不同方向散布的种子，其数量与距离存在明显的差异。母株向西南方向散布的种子数量最多，种子累积数量高达4590±1260（Mean±SE），比其它各方向多29％至12倍。向北方向散布的种子数量最少，距离最短，种子累积数量为344±44，距离仅在100cm的范围内。这表明，在研究区，生长在流动沙丘的差巴嘎篙植株向西南方向的扩展潜力最大，向北方向的扩展潜力最小。其潜在的空间生态位扩展半径平均为390cm。不同方向差巴嘎篙种子散布的密度均随着散布距离的增加而呈对数关系减小，表现出显著的相关性。（2）不同方向差巴嘎篙远离母株的种子散布密度与累积面积之间存在显著的相关性，其间关系可用对数曲线来描述。该结果显示，差巴嘎篙向不同方向散布的种子密度均随着累积面积的增加而增加。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 133 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/22008]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵丽娅. 科尔沁沙地不同退化植被土壤种子库与植物群落关系研究[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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