青土湖不同年限退耕地植被演替及土壤变化研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuleizishen
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青土湖地区大面积农田退/弃耕后形成植被性次生草地。如果任由其发展,这类次生草地会逐渐风蚀沙化,形成恶性循环。为了揭示青土湖不同年限退耕地植被自然演替与土壤理化性质和微生物特性的相关性,探讨科学有效的措施对其进行管理和干预,本研究选择在不同年限退耕地(退耕1 a、2 a、4 a、8 a、13 a、20 a、30 a、40 a和没有退耕的农田对照CK),用时空替代法,研究植被群落特征、土壤微生物特性(微生物数量、微生物生物量)和土壤性质(物理性质、化学性质)的变化,以及三者之间的关联性。结果表明:(1)石羊河下游青土湖退耕地植被恢复过程中,9个样方共出现16科32属42种植物,退耕地物种构成为:多数种属于少数科、少数种属于多数科。植被演变具有延续性和递进性,过程分为:一年生草本和多年生植物快速生长期(1~2a),一年生草本向多年生草本演变期(2~8 a),多年生草本向灌木演变期(8~20a)和以灌木为主的稳定期(20~40 a)。(2)随退耕年限增加,土壤含水率的变化为先减小后增加最后波动式减小,土壤含水率的垂直变化规律为上层(0~20 cm)高于下层(20~40 cm)。细砂粒含量在50%以上,占比最大,粉粒所占的比例居中,所占比例最小的是粘粒与粗砂粒,粘粒含量均在8%以下。退耕后,随着时间的变化,四种粒径所占的比例没有太大变化。(3)随退耕年限增加,土壤全氮和有机质均呈下降趋势。土壤速效钾含量呈先增加后减小趋势,速效磷含量呈先减小后增加再减小趋势,表聚现象明显,土壤质量有下降趋势。(4)青土湖地区退耕地在0~40 a的退耕过程里,细菌是优势菌,放线菌数量较少,真菌数量最低。土壤微生物数量和生物量都随土层深度的增加而逐渐减少。随退耕时间的延长,微生物数量表现为先增加后减小,土壤微生物生物量碳先增后减,土壤微生物生物量氮先增大随后波动式减小,土壤微生物生物量磷具有一定波动性。(5)植被群落演替与土壤理化性质具有密切相关性。Margalef丰富度指数与土壤全氮和有机质的关系都表现为极显著正相关。退耕4 a左右是青土湖退耕地在生态恢复环境治理过程中的重要阶段。香农多样性指数与真菌数量的关系表现为极显著正相关(P<0.01)。Margalef丰富度指数与放线菌、细菌的关系都表现出显著正相关(P<0.05)。土壤理化性质与土壤微生物数量和微生物量互相影响,密切相关。
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