荒漠草原区不同林龄柠条林土壤种子库研究

【摘要】本文采用地上植被调查法和土壤种子库萌发法,对荒漠草原区不同林龄柠条林地上植被物种多样性特征和土壤种子库特征分别做了研究,阐述了地上植被和土壤种子库的物种组成、多样性特征、种子库密度、种子库空间分布格局,进而研究了研究区土壤种子库和地上植被间的耦合关系。基于在干旱半干旱荒漠草原区,水分是限制植被生长和种子库种子萌发的决定性因子,决定着植被恢复的进度和方向,本文也采用了水分控制实验,研究了不同水分梯度对土壤种子库的激发效应,阐述了不同水分梯度对土壤种子库物种组成和种子萌发数量的影响,以期为干旱半干旱区治理退化荒漠草原提供理论指导。主要获得以下结果与结论：1.研究区共出现50种植物,土壤种子库共有物种33种,地上植被共有植物35种。其中地上和土壤种子库中均出现的物种有18种,仅在地上出现的物种有17种,仅在土壤种子库中出现的物种有15种。2.不同林龄柠条林地上植被物种多样性存在显著差异。随林龄的增加,物种多样性各指数均先增大后下降,且在P<0.05水平上存在显著差异。16a柠条林较其他林龄地上植被物种多样性好、均匀性指数高,建议研究区在建植20年左右时,对其进行平茬处理。3.种植人工柠条林对土壤种子库具有显著富集种子的作用。荒漠草原区人工柠条林土壤种子库平均密度为11248.75粒/m2,造林前半固定沙丘的土壤种子库密度为661.25粒/m2,造林后是造林前的17倍,且不同林龄柠条林土壤种子库主要分布于0-2cm,占0-1Ocm的80%左右。4.研究区柠条林土壤种子库和地上植被间在物种组成上具有较低的相似性,但种植柠条林又可增加土壤种子库和地上植被间物种组成的相似性,使其地上植被和土壤种子库物种组成相似性接近于自然演替的天然草地。5.研究区柠条林土壤种子库密度和当年地上植被植株数间不存在显著相关性。线性函数、对数函数、多项式函数、幂函数、指数函数均不能用来表达研究区土壤种子库密度和地上植被植株数间的相关性(P<0.05)。6.不同日降雨量对激发土壤种子库物种组成和种子萌发总数均存在显著差异。随日降雨量的增加,激发的土壤种子库物种数先增加后下降,但土壤种子库中种子的萌发总数增加。不同年降雨量对激发研究区内土壤种子库物种组成差异不显著,而对激发土壤种子库内可萌发种子数则成波动式的变化。不同植物种子对自身种子萌发所需水量不同,因此为治理退化荒漠草原、恢复地上植被,建议研究区应考虑采用交替施加不同梯度的水分来激发土壤种子库中的种子萌发。7.种植柠条林对干旱半干旱荒漠草原区退化荒漠草原具有显著的生态恢复效应。在退化荒漠草原区,种植柠条林后比未种植前的半固定沙丘地上植被物种数、植株数均明显增加。同时建植柠条林对退化荒漠草原土壤种子库的物种多样性有正生态效应。自然演替的天然草地物种多样性均低于建林后各林龄土壤种子库的物种多样性。
【作者】李淑君；
【导师】李国旗；
【作者基本信息】宁夏大学，生态学，2014，硕士
【关键词】荒漠草原区；地上植被；土壤种子库；耦合关系；水分；

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