毛烏素沙地南緣沙漠化臨界區(qū)植被和土壤特性的研究.pdf

1、沙漠化臨界區(qū)域是沙漠化的前沿陣地，是防止沙漠化擴(kuò)展的最關(guān)鍵部位。本研究運(yùn)用景觀界面理論，在小尺度范圍內(nèi)，以沙漠化臨界區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，于2009-2010年在研究區(qū)采用樣線法設(shè)置3條300m長(zhǎng)的平行樣線，相鄰兩條樣線間隔為50m，通過(guò)野外調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，分別調(diào)查了植被、土壤和微氣候特征等，采用游動(dòng)分割窗技術(shù)判定了沙漠化臨界區(qū)域不同系統(tǒng)之間的邊界，探討了不同系統(tǒng)間植被、土壤、微氣候特征在沙漠化關(guān)鍵區(qū)域的變異規(guī)律。結(jié)果如下：
　　 依

2、據(jù)植被蓋度和土壤表層水分為參數(shù)分別判定了沙漠化臨界區(qū)域景觀界面的位置與寬度，判定的界面位置有所不同，基于植被蓋度為參數(shù)判定的界面包括了所有依據(jù)土壤表層水分為參數(shù)判定的界面。在小尺度范圍內(nèi)，兩參數(shù)在關(guān)鍵區(qū)的判定結(jié)果趨于一致。因此，將研究區(qū)的植物群落劃分為3個(gè)類(lèi)型：牛枝子群落、牛枝子-黑沙蒿群落界面、黑沙蒿群落。
　　 在沙漠化臨界區(qū)域，從牛枝子群落經(jīng)牛枝子-黑沙蒿群落界面至黑沙蒿群落，植物物種組成變化較大，優(yōu)勢(shì)種的相對(duì)重要值也發(fā)生

3、了較大的變化。植物種從以草原種占優(yōu)勢(shì)地位，逐步失去了其原有的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，讓位于耐旱、抗風(fēng)蝕的多年生和一年生草本植物并最終被沙生、一年生草本植物和灌木（半灌木)取代，土壤沙化程度逐漸加重。Α多樣性指數(shù)是牛枝子-黑沙蒿群落界面最高，黑沙蒿群落最低。B多樣性指數(shù)的變化反映出植物群落組成已發(fā)生分化，物種出現(xiàn)根本性的變化。從土壤水分的變化來(lái)看，沙漠化臨界區(qū)域，土壤表層水分含量表現(xiàn)為牛枝子-黑沙蒿群落界面最高，黑沙蒿群落最低；5-10cm、10-15

4、cm土壤水分含量都以牛枝子群落最高，黑沙蒿群落最低。0-5cm土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量都表現(xiàn)為以牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面最低；5-10cm土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量都以牛枝子群落最高，黑沙蒿群落含量最低；0-5cm、5-10cm土壤速效鉀、速效磷含量都以牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面最低。土壤微生物3大類(lèi)群細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量在3個(gè)群落間均表現(xiàn)為0-5cm土壤最多，10-15cm土壤最少，隨土壤深度增加均存在下降趨勢(shì)。

5、微生物總量表現(xiàn)為以牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面微生物數(shù)量最低。除磷酸酶的活性在群落間和土層間差異不大外，0-5cm土層過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶活性均表現(xiàn)為牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面最低；5-10cm，10-15cm土層過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶活性均為牛枝子群落最高，黑沙蒿群落最低。從牛枝子群落到黑沙蒿群落，土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和類(lèi)群數(shù)呈減少趨勢(shì)。土壤動(dòng)物的個(gè)體數(shù)量隨著土層的加深而增加。沙漠化臨界區(qū)域，植被和土壤特征均存在

6、較強(qiáng)的空間異質(zhì)性。植被蓋度在510.9m變程范圍內(nèi)，空間分布具有中等強(qiáng)度的空間依賴(lài)自相關(guān)。其結(jié)構(gòu)性方差占據(jù)了76%的樣本方差，具有明顯的結(jié)構(gòu)特征，空間變異主要是由結(jié)構(gòu)性因素引起的。土壤表層水分含量的空間自相關(guān)尺度是510.9m，具有中等程度的空間自相關(guān)格局，其結(jié)構(gòu)性方差占據(jù)了53.3%的樣本方差，由隨機(jī)因素和結(jié)構(gòu)性因素引起的空間異質(zhì)性各占50％左右。0-5cm土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷空間自相關(guān)尺度分別是67m、519m、143m，0-5