不同固沙灌木配置模式对宁夏沙地草本植被和土壤特征的影响

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为探讨不同固沙灌木配置模式对宁夏沙地草本植被和土壤特征的影响,本研究以宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区典型固沙灌木样地为研究对象,分析5种不同固沙灌木配置模式(柠条、杨柴、柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交、花棒×沙拐枣混交)对草本植被和土壤特征的影响,以及草本植被物种多样性与土壤特征之间的关系。结果表明:(1)草本层物种组成较为简单,调查出现21种草本植物,隶属于5科21属,以禾本科、菊科、苋科植物为优势种。植被高度和植被盖度均与地上生物量呈显著线性正相关(P<0.05)。柠条×花棒混交样地草本植被群落密度、盖度、地上生物量最大,与其他样地之间均存在显著差异。(2)花棒×沙拐枣混交样地的物种丰富度最大,为7,显著高于柠条×花棒混交样地(P<0.05),与其他3种差异不显著,柠条×沙拐枣混交和花棒×沙拐枣混交样地的Simpson优势度指数显著高于其他3种,花棒×沙拐枣混交样地Shannon-Wiener多样性指数最大,且显著高于其他4种。(3)5种固沙灌木样地土壤含水量在0~30 cm三层土壤中均显著高于流沙样地(CK)(P<0.05),在0~10 cm 土层中,柠条和柠条×花棒样地土壤含水量分别为0.558%和0.575%,显著高于其他3种。在20~30 cm 土层中,柠条和柠条×沙拐混交样地土壤含水量显著高于其他3种。不同固沙灌木改善了土壤粒径组成,5种固沙灌木样地土壤粘粉粒含量均高于流沙样地(CK)。(4)5种固沙灌木样地在不同土层中土壤养分含量均显著高于流沙样地(CK)(P<0.05),在表层土壤中(0~10 cm),柠条×花棒混交与柠条×沙拐枣混交样地土壤全氮含量最高,分别为0.090g/kg和0.088g/kg。在10~20cm 土层中,柠条×花棒混交样地土壤全碳含量为7.85g/kg,显著大于其他4种;柠条×花棒混交和花棒×沙拐枣混交样地土壤速效磷含量分别为0.552 mg/kg和0.650 mg/kg,显著大于其他3种。在20~30 cm 土层中,柠条样地土壤全氮含量为0.084 g/kg,显著高于其他4种;柠条×沙拐枣混交样地土壤有机碳含量为1.249 g/kg,显著低于其他4种。(5)在0~10cm 土层中,柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交样地的土壤N/P显著高于其他3种(P<0.05),但土壤C/N显著低于其他3种;在10~20cm 土层中,柠条、柠条×沙拐枣混交样地C/N显著高于其他3种,柠条样地C/P显著高于其他4种;在20~30 cm 土层中,柠条×沙拐枣混交样地土壤C/P显著低于其他4种。C/N和N/P主要限制因素均为全氮,C/P主要限制因素为有机碳。(6)10~20 cm 土壤理化性质对植被物种多样性变化解释量最大,因此10~20 cm 土壤理化性质是影响植被物种多样性变化的关键因素。三层土壤中的土壤水分含量、电导率、碱解氮和速效磷均显著影响了植被物种多样性的变化,因此它们是影响植被物种多样性变化主要土壤因素。综上所述,5种固沙灌木配置模式中,柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式更有利于植被恢复,柠条×花棒混交、柠条×沙拐枣混交固沙灌木配置模式有利于提高土壤全氮含量,促进沙地土壤养分的平衡关系。因此,未来在本区域进行固沙恢复实践中应考虑种植对氮素积累有利的柠条混交林。
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