毛乌素沙地南缘沙漠化临界区植被和土壤特性的研究

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1、摘要沙漠化临界区域是沙漠化的前沿阵地，是防止沙漠化扩展的最关键部位。本研究运用景观界面理论，在小尺度范围内，以沙漠化临界区域为研究对象，于2009-2010年在研究区采用样线法设置3条300m长的平行样线，相邻两条样线间隔为50m，通过野外调查和室内实验，分别调查了植被、土壤和微气候特征等，采用游动分割窗技术判定了沙漠化临界区域不同系统之间的边界，探讨了不同系统间植被、土壤、微气候特征在沙漠化关键区域的变异规律。结果如下：依据植被盖度和土壤表层水分为参数分别判定了沙漠化临界区域景观界面的位置与宽度，

2、判定的界面位置有所不同，基于植被盖度为参数判定的界面包括了所有依据土壤表层水分为参数判定的界面。在小尺度范围内，两参数在关键区的判定结果趋于一致。因此，将研究区的植物群落划分为3个类型：牛枝子群落、牛枝子-黑沙蒿群落界面、黑沙蒿群落。在沙漠化临界区域，从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落界面至黑沙蒿群落，植物物种组成变化较大，优势种的相对重要值也发生了较大的变化。植物种从以草原种占优势地位，逐步失去了其原有的竞争优势，让位于耐旱、抗风蚀的多年生和一年生草本植物并最终被沙生、一年生草本植物和灌木(半灌木)

3、取代，土壤沙化程度逐渐加重。α多样性指数是牛枝子-黑沙蒿群落界面最高，黑沙蒿群落最低。b多样性指数的变化反映出植物群落组成已发生分化，物种出现根本性的变化。从土壤水分的变化来看，沙漠化临界区域，土壤表层水分含量表现为牛枝子-黑沙蒿群落界面最高，黑沙蒿群落最低；5-10cm、10-15cm土壤水分含量都以牛枝子群落最高，黑沙蒿群落最低。0-5cm土壤有机质和全氮含量都表现为以牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面最低；5-10cm土壤有机质含量、全氮含量都以牛枝子群落最高，黑沙蒿群落含量最低；0-5c

4、m、5-10cm土壤速效钾、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大类群细菌、真菌、放线菌数量在3个群落间均表现为0-5cm土壤最多，10-15cm土壤最少，随土壤深度增加均存在下降趋势。微生物总量表现为以牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面微生物数量最低。除磷酸酶的活性在群落间和土层间差异不大外，0-5cm土层过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均表现为牛枝子群落最高，牛枝子-黑沙蒿群落界面最低；5-10cm，10-15cm土层过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均为牛枝子群落最

5、高，黑沙蒿群落最低。从牛枝子群落到黑沙蒿群落，土壤动物个体数和类群数呈减少趋势。土壤动物的个体数量随着土层的加深而增加。沙漠化临界区域，植被和土壤特征均存在较强的空间异质性。植被盖度在510.9m变程范围内，空间分布具有中等强度的空间依赖自相关。其结构性方差占据了76%的样本方差，具有明显的结构特征，空间变异主要是由结构性因素引起的。土壤表层水分含量的空间自相关尺度是510.9m，具有中等程度的空间自相关格局，其结构性方差占据了53.3%的样本方差，由随机因素和结构性因素引起的空间异质性各占50％左

6、右。0-5cm土壤有机质、全氮、速效磷空间自相关尺度分别是67m、519m、143m，0-5cm土壤有机质、速效磷具有中等程度的空间自相关格局。0-5cm全氮具有强的空间自相关性。三者方差分别为0.558、0.882、0.514，说明沙漠化临界区域0-5cm土壤全氮的空间分布受结构性因素影响较大。而0-5cm土壤有机质、速效磷的空间分布则受到结构性和随机性因素的共同影响。关键词:毛乌素沙地，沙漠化临界区域，植被，土壤IIIAbstractThecriticalareaofdesertificatio

7、nisthefrontierandthemostcrucialparttoprotectfromdesertification.UsingtheLandscapesurfacetheory,thispaperfocusedonthecriticalareaofdesertificationinasmallscalefrom2009to2010tocarryonexperimentinYanchicouty,locatedatthesouthwestedgeofMuUssandyland.Three3

8、00mparallelsamplelinesweresetupinregionsat50minterval.Thisresearchwasgoingtofindouttheboundariesbetweendifferenteconomicsystemsbymeansofquantitativeanalysissuchasmovingsplit-windowandtosurveythechangesofvegetation,climateandsoilalongthe