宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落及物种多样性研究

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宁夏东部风沙区荒漠草原是宁夏重要的生态屏障和畜牧业基地,干旱少雨、生境脆弱,植被受风蚀、人为干扰等因素影响较大。明确东部风沙区荒漠草原植物群落类型现状、了解草地土壤植被特征对该区草原的科学管理具有重要意义。本文以宁夏东部风沙区荒漠草原为对象,通过调查测定,借助TWINSPAN数量分类法划分植物群落类型;比较不同退化程度草地植被特征和土壤理化、生物学性状,评价不同退化程度草地土壤质量;进行荒漠草原植物群落物种多样性研究;采用(CANOCO排序分析植物群落和物种分布与土壤性状的关系。主要结论如下:(1)依据TWINSPAN数量分类,结合《中国植被》分类原则,将宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落类型划分为8个群落,分别是牛枝子(Lespedeza potaninii)、中亚白草(Pennisetum centrasiaticum)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、赖草(Leymus secalinus)、短花针茅(Stipa breviflora)、乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)、油蒿(Artemisia frigidal)群落及白刺(Nitraria tangutorum)群落。(2)各群落优势种重要值均较高,盖度以油蒿群落最高;群落间地上生物量呈极显著性差异(P<0.01)。DCCA结果表明,群落分布受土壤含水率、粘粒、有机质和速效磷含量影响较大。土壤含水率是影响该区草原植物群落分布的决定性因子。(3)随草地退化程度加剧,植物群落高度、盖度、密度、地上生物量和物种丰富度、均匀度、多样性指数呈下降变化,多年生物种减少,一年生植物比例增加;优势度表现为未退化草地最高,中度退化草地最低;随草地退化程度加剧,土壤粘性、含水率、有机质含量和土壤细菌、放线菌、真菌数量以及脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶、磷酸酶、蔗糖酶活性呈下降趋势,但容重增加;草地土壤质量综合指数表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化草地,表明风沙区荒漠草原退化对土壤物理、化学和生物学性状具有相对一致的影响。(4)不同退化阶段植物群落盖度、生物量等受土壤速效钾、速效磷、放线菌影响较大;群落物种多样性受土壤粘粒、含水率、速效钾含量影响较大。(5)风沙区荒漠草原植物物种较为单一,多集中在3-17种;群落内竞争性较弱的物种减少,优势种具有较高的重要值。群落间物种多样性差异显著(P<0.05);物种丰富度对群落多样性的影响大于均匀度。(6)植物物种多样性指数与土壤含水率、有机质、脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、细菌呈正相关(P<0.05),与土壤粘粒、速效钾、速效磷呈负相关(P<0.05);丰富度指数、均匀度指数均与空气热力指数、湿球温度呈极显著正相关(P<0.01),与湿度呈显著负相关(P<0.05)。CCA结果表明,土壤含水率、粘粒、有机质以及氮磷钾含量较高时,植物物种相对丰富。
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