| 题名 | 黄土丘陵区天然草地生物量及其与水分关系的比较研究 |
| 作者 | 张娜 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 1998 |
| 授予单位 | 中国科学院、水利部水土保持研究所 |
| 授予地点 | 陕西 |
| 导师 | 梁一民 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 本文对陕北安塞黄土丘陵区暖温带森林草原带具有代表性的草地群落在极旱年份里地上部和地下部的生长状况及其与土壤水分的关系进行了不同立地条件下的比较研究，并将安塞8月上旬的测定结果与吴旗(属暖温带灌丛草原带)7月下旬和宜川(属暖温带落叶阔叶林带)8月中旬测定结果进行了不同气候—植被地带的比较研究。试验结果表明： 1. 铁杆蒿(A1)、长芒草(A2)、白羊草(A3)三种草地分处梁峁半阴坡、沟谷阴坡和梁峁半阳坡，土壤的持水能力、供水能力和调节水分能力的强弱顺序分别为：白羊草>长芒草>铁杆蒿、长芒草>铁杆蒿>白羊草、长芒草>白羊草>铁杆蒿。三种草地的土壤含水量差异均极显著，在各个时期它们的大小顺序均为：长芒草>白羊草>铁杆蒿。总的来说，长芒草草地的土壤水分状况最好，铁杆蒿草地次之，白羊草草地最差。反映出群落立地条件、土壤物理性质、植物群落特性与土壤水分间的关系。 2. 铁杆蒿和长芒草群落地上生物量的季节变化可用Logistic曲线y=k/(1+ea-rt)来描述，白羊草群落可用曲线y=exp(b0+b1lnt+b2ln2t+b3ln3t)来描述。三种群落分别在8月上旬—9月下旬、4月上旬—5月中旬和7月下旬时地上生物量增长速率达最大0.71g/m2.d、1.30 g/m2.d、1.27 g/m2.d；在10月7日左右(生长期约190天)、9月18日左右(生长期约172天)和8月中旬时地上生物量达峰值113.0 g/m2、122.5 g/m2、83.8 g/m2。受干旱的影响铁杆蒿和长芒草群落地上生物量的峰期都推迟，而白羊草群落的峰期则提前了近一个月。总的来说，铁杆蒿和白羊草群落的地上生物量差异不显著，而它们都极显著低于长芒草群落。 3. 三种群落的高度分别呈单峰型、单峰型和三峰型，峰值分别出现在10月上旬、6月底和11月上旬，在达到峰值前与地上生物量的变化趋势基本一致。总的来说，铁杆蒿和长芒草群落的高度差异不显著，而它们都极显著高于白羊草群落。白羊草群落的地上生物量和高度受水分条件的影响最大，铁杆蒿群落次之，长芒草群落最小。但是在干旱期长芒草群落的地上生物量和高度的增长速率降低得最多，干旱(尤其是初夏的干旱)对其生产潜力的发挥制约最大，其次是白羊草、铁杆蒿群落。 4. 三种群落盖度的季节变化趋势十分相似，均呈双峰型，峰值都出现在5月中下旬和8月上中旬，在6旬下旬、7月上旬出现一个低谷。总的来说，长芒草和白羊草群落的盖度差异不大，而它们都极显著高于铁杆蒿群落。长芒草群落盖度对干旱和降雨的反应都最敏感，受水分条件的影响最大；铁杆蒿群落盖度对干旱的反应略强于白羊草群落，而对干旱后降雨的反应弱于白羊草群落。 5. 三种群落的干物质含量都表现出明显的季节性变化，有一个由低—高—低—高的变化过程，在生长末期出现最高峰值。总的来说，铁杆蒿和长芒草群落的干物质含量差异不显著，而它们都极显著高于白羊草群落。白羊草群落干物质含量受水分胁迫的影响最大，其次是铁杆蒿、长芒草群落。说明群落组成植物的耐旱性强弱依次为：长芒草、铁杆蒿、白羊草。 6. 三种群落的地下生物量在整个生长季中均有两次增值过程和两次减值过程。在生长季始、末地上部和地下部同时增长和衰退，在生长中后期两者互为消长关系。总的来说，铁杆蒿群落的地下生物量极显著低于长芒草和白羊草群落；在7月上旬雨季来临之前，长芒草和白羊草群落的地下生物量差异不大，7月上旬之后两者的差异显著。在1997年这一极端干旱年份，长芒草群落的水分条件能够满足植物地下部生长的基本需要，而铁杆蒿和白羊草群落的水分条件基本不能满足植物地下部的生长需要。但是干旱对长芒草群落地下生物量增长速率的影响最大，其次是白羊草、铁杆蒿群落。各个时期三种群落地下生物量随土层深度变化的函数关系大多为y=a+b/x和y=a+blnx的形式。铁杆蒿群落的根量主要分布在0—50cm土层内，长芒草和白羊草群落的根量主要分布在0—30cm土层内，该层根量均占总根量的80%以上，根系分布的深度由浅到深依次为白羊草、长芒草、铁杆蒿群落。铁杆蒿和长芒草群落在极端干旱季节根系集中分布的层次上移，而在大旱之后的雨季有所下移，与白羊草群落的情况正好相反。7.三种群落的总生物量同地下生物的季节变化趋势十分近似，三者之间的排序也相同，为白羊草>长芒草>铁杆蒿。三种群落的地上净初级生产量分别为：113.0g/m2.a、122.5 g/m2.a、83.8 g/m2.a；地下净初级生产量分别为：209.4 g/m2.a、378.9 g/m2.a、390.7 g/m2.a；总净初级生产量分别为322.4 g/m2.a、501.4 g/m2.a、474.5 g/m2.a。在半干旱的黄土丘陵区，特别是极干旱的气候条件下，土壤水分是限制天然草地群落年净初级生产量的重要因素。 8. 三种群落地下生物量/地上生物量的季节变化都非常显著，越近于生长季始、末，其值越大。三种群落的地下生物量/地上生物量与各水分因子均呈负相关关系，相关性强弱依次为：白羊草、铁杆蒿、长芒草，水分条件越好的群落，其相关性越弱。极干旱对铁杆蒿和长芒草群落地下部生长的限制更大，而对白羊草群落地上部分生长的限制更大。若以地上生物量达到极大值时的根茎比作为群落的特征值，则铁杆蒿、长芒草、白羊草三种群落的该值可分别以3.78、5.65和11.19代表，测定的结果偏高与1997年气候极为干旱有关。三种群落根茎比的差异来源于群落植物的生物学特性和环境因子的共同作用。吴旗草地群落的地下生物量/地上生物量最高，测定时(7月底)达14以上，宜川草地群落次之，安塞草地群落最小。立地条件和气候条件对群落地下生物量/地上生物量或根茎比的影响是通过相似的因素来体现的。土壤水分条件和养分条件最差的群落该比值最高，土壤水分条件和养分条件最好的群落居中而偏高，土壤水分条件和养分条件居中的群落最低。 9. 地带性降水量的差异是造成其天然草地类型和生产力差异的重要因素。在1997年这一特殊的极旱年份里，1月至测定前的降雨量宜川最大，安塞次之，吴旗最小。相应地，宜川草地群落的地上部、地下部生长状况总是最好的，安塞草地群落次之，吴旗草地群落最差，与常年气候条件对植物的影响相一致。 |
| 公开日期 | 2011-06-27 ; 2011-07-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/3876]  |
| 专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张娜. 黄土丘陵区天然草地生物量及其与水分关系的比较研究[D]. 陕西. 中国科学院、水利部水土保持研究所. 1998. |
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