黃土丘陵溝壑區(qū)不同坡向檸條生物量測(cè)定

黃土丘陵溝壑區(qū)不同坡向檸條生物量測(cè)定

群落生物量是人工植被結(jié)構(gòu)的最直接表現(xiàn)為高度的自然表現(xiàn)。這也是干旱半干旱黃土區(qū)水有效利用的綜合體現(xiàn)。自20世紀(jì),隨著重大生態(tài)工程啟動(dòng),黃土高原進(jìn)行大規(guī)模林、草植被建設(shè),但人們普遍重視植被生產(chǎn)力輕視群落穩(wěn)定性1試驗(yàn)和方法1.1ee研究區(qū)位于定西市巉口鎮(zhèn)龍灘流域,屬于半干旱黃土高原丘陵溝壑區(qū),地理坐標(biāo)為104°27′~104°32′E、35°43′~35°46′N(xiāo),平均海拔1900m。年平均氣溫6.8℃,1月份平均氣溫-7.9℃,極端最高溫38.5℃,平均無(wú)霜期152d,平均年日照時(shí)數(shù)2052h。年均降水量386mm,主要集中在7~9月份,多以暴雨形式降落,蒸發(fā)量1439mm,年平均相對(duì)濕度72%,干燥度1.9。1.2樣帶設(shè)置和樣地設(shè)置選擇完整坡面的檸條成熟林地,按陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡和陰坡布設(shè)樣帶,每個(gè)坡向至少1個(gè)樣帶;每條樣帶分別在上、中、下坡位布設(shè)樣地,樣地間距離大于50m,樣地規(guī)格為20m×20m;每個(gè)樣地設(shè)3個(gè)樣點(diǎn)。1.3測(cè)量?jī)?nèi)容1.3.1fm土壤水分速測(cè)儀0~200cm土層剖面,每一測(cè)層為20cm,TRIME-FM土壤水分速測(cè)儀,測(cè)定時(shí)間2012~2015年生長(zhǎng)季節(jié),測(cè)定周期15d;0~600cm土層剖面,每一測(cè)層為20cm,烘干法,測(cè)定時(shí)間2012~2015年8月份,測(cè)定周期1年。1.3.2測(cè)心、測(cè)定時(shí)間取樣分層為0~40cm、40~80cm、80~120cm,委托農(nóng)科院測(cè)試中心測(cè)定,取樣時(shí)間2012~2015年,測(cè)定周期2年。1.3.3地上總生物量及生長(zhǎng)特性地上生物量根據(jù)平茬樣方實(shí)測(cè)值,對(duì)不同坡向平茬樣地單株生物量和冠幅及株高進(jìn)行回歸分析,得出不同坡向檸條冠幅及株高和生物量的回歸方程(公式1~3)。計(jì)算樣地每株生物量,然后統(tǒng)計(jì)得到檸條樣地地上總生物量。陰坡上坡位:生物量=-2.178+3.821×冠幅(P=0.000<0.01)(1)陽(yáng)坡上坡位:生物量=-2.225+3.268×冠幅+0.448×樹(shù)高(P=0.000<0.01)(2)半陽(yáng)坡上坡位:生物量=-4.818+3.184×冠幅+2.835×樹(shù)高(P=0.000<0.01)(3)地下生物量不同坡向中坡位選樣方;測(cè)層20cm,分層挖樣坑(長(zhǎng)×寬×深:300cm×100cm×200cm)。新梢生長(zhǎng)量每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)取樣10株,每個(gè)樣株不同部位選10個(gè)枝條測(cè)量長(zhǎng)度。調(diào)查時(shí)間2012~2015年,調(diào)查周期1年。2結(jié)果與分析2.1土壤養(yǎng)分與地上生物量及新梢生長(zhǎng)量的關(guān)系不同立地條件下檸條樣地土壤養(yǎng)分的變化有著明顯的差異(表1),有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀、速效氮、速效磷和速效鉀含量變化均表現(xiàn)為陽(yáng)坡樣地最低、陰坡樣地最高。土壤養(yǎng)分較高的陰坡檸條地上生物量較高,但土壤養(yǎng)分較差的陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡反而具有較高新梢生長(zhǎng)量。進(jìn)一步對(duì)各檸條樣地土壤養(yǎng)分含量與地上生物量和新梢生長(zhǎng)量進(jìn)行相關(guān)性分析,顯示土壤養(yǎng)分與兩者之間均不存在顯著性相關(guān)(表2)。由以上檸條林生產(chǎn)力在不同立地條件下的統(tǒng)計(jì)值存在差異,而各樣地土壤養(yǎng)分和其生產(chǎn)力的相關(guān)性卻不顯著的分析結(jié)果,可以推斷出:干旱半干旱黃土區(qū)水分對(duì)檸條林生產(chǎn)力起決定性作用的同時(shí),也大大降低了土壤養(yǎng)分對(duì)其影響的程度。2.2各環(huán)境因子之間的相關(guān)關(guān)系檸條林各樣地土壤水分和和養(yǎng)分相關(guān)性不存在顯著性(表3),理論上,植物群落發(fā)育與各環(huán)境因子存在一定規(guī)律性,表現(xiàn)在各環(huán)境因子之間也必然存在某種相關(guān)關(guān)系。但由于本研究試驗(yàn)材料為當(dāng)?shù)爻墒旌瓦^(guò)成熟檸條群落,加上植物對(duì)資源利用在時(shí)間上的不同步性,甚至存在水分因子對(duì)研究區(qū)植物生長(zhǎng)的瓶頸效應(yīng),使得檸條群落生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)土壤因子之間的相互作用降低。2.3土壤養(yǎng)分與土壤水分的相關(guān)性在研究區(qū)域,立地條件(坡向和坡位)反映了真實(shí)的自然水分環(huán)境,其對(duì)檸條林地上生物量的影響也是顯而易見(jiàn)的(表1),陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡和陰坡分別是:5601.78、7135.54、7582.04kg/hm檸條樣地根系生物量與土壤水分含量的相關(guān)性主要表現(xiàn)在垂直方向上(圖1),并且相關(guān)性存在根徑越細(xì)相關(guān)性越顯著,根徑d<1mm為0.968、1mm<d<3mm為0.935、3mm<d<5mm為0.941、d>5mm為0.868。這說(shuō)明根系在垂直方向上的分布除了受生物學(xué)特性影響外,很可能與土壤水分垂直分異規(guī)律有關(guān)。1)研究區(qū)域檸條林生產(chǎn)力的高低與其土壤養(yǎng)分相關(guān)性不顯著,同時(shí),其土壤水分與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性也不顯著。這說(shuō)明土壤養(yǎng)分對(duì)檸條的生長(zhǎng)發(fā)育的影響是非常有限的;此次,也說(shuō)明水分作為當(dāng)?shù)刂参锷L(zhǎng)的瓶頸因子,大大降低了其他環(huán)境因子對(duì)檸條生長(zhǎng)的影響程度。2)因?yàn)槌墒鞕帡l林地不同立地條件下土壤水分均得到最大化的利用,群落與土壤水分環(huán)境的相互作用,并處于長(zhǎng)期平衡狀態(tài),所以實(shí)測(cè)土壤水分值與地上生物量不存在顯著相關(guān)性,但它的作用在于短期對(duì)植被生長(zhǎng)的影響,所以有新梢生長(zhǎng)量與