银川平原草甸湿地土壤分形特征

【目的】探究银川平原草甸湿地土壤的分形特征、粒径分布特点以及它们在土壤垂直剖面上的变 化规律,并对研究区土壤分形维数与植物群落多样性的关系做初步探索。【方法】以银川平原草甸湿地的土壤 为研究对象,利用水分和盐分差异将研究区分为低湿草甸、典型草甸和盐生草甸 3 种生境,采用粒径质量分布 表征土壤的分形特征,选用 Simpson 物种优势度指数、Shannon-Weiner 物种多样性指数、Margalef 物种丰富度指 数和 Pielou 物种均匀度指数作为植物的多样性指数,进行对比研究。【结果】银川平原草甸湿地土壤以粘粒的 微团聚体为主,分形维数值趋于 2.28~2.84;3 种草甸湿地的土壤分形维数存在显著差异,表现为典型草甸（2.74） ＞盐生草甸（2.72）＞低湿草甸（2.66）;土壤分形维数与粘粒含量呈极显著正相关,与极细砂粒和细砂粒含量 呈极显著负相关;土壤垂直剖面上表层粘粒和粉粒含量较高,深层极细砂粒和细砂粒含量较高,中砂粒波动较大, 粗砂粒仅出现在表层或深层;低湿草甸的植物群落物种多样性较高,多样性指数平均值达 1.15。【结论】银川 平原草甸湿地土壤粒径和分形特点受局部地形环境的水文关系影响较明显;水土过程对植物群落物种多样性产 生直接影响,土壤物理结构对植物群落物种多样性起间接驱动作用,同时人为因素起着至关重要的作用。     

银川平原黄河滩涂湿地土壤粒径分布特征

黄河的多沙性影响了黄河滩涂湿地的形成,不同发育程度的滩涂湿地之间其土壤粒径存在差异。为研究银川平原滩涂湿地的土壤粒径分布状况与分形特征,选取吴忠黄河湿地、银川黄河湿地、平罗湿地以及黄沙古渡4个区域为研究对象,采用野外采样、室内实验与数据分析相结合的方法,探讨土壤的粒径特征与滩涂湿地发育的关系。结果表明:1)除黄沙古渡外,滩涂湿地土壤颗粒组成在0~10、10~20、20~30、30~40、40~50cm土层间差异性较小(P0.05),黄沙古渡的土壤颗粒组成则是在垂直方向上具有显著的差异(P0.05);2)滩涂湿地其表层(0~20cm)的土壤颗粒组成与其所处黄河上下游的位置无关,与其发育程度有关,发育程度较高的滩涂湿地土壤细粘粒、粗粘粒含量较高;3)银川平原黄河滩涂湿地土壤颗粒与电导率、pH无显著相关性,土壤有机碳与土壤粗粉粒呈极显著负相关性(P0.01);4)平罗湿地、银川黄河湿地、吴忠黄河湿地以及黄沙古渡4个不同滩涂湿地的土壤分形维数分别为2.74、2.64、2.56、2.34,处于中等水平;5)土壤分形维数与土壤细粘粒、粗粘粒具有极显著的正相关性,与细砂粒呈极显著负相关(P0.01),可以很好的反映土壤颗粒分布特征,对于滩涂湿地的发育具有一定的指示作用。     

银川平原草甸湿地三种禾草构件特征及其土壤生境

草甸湿地是银川平原干旱背景下特殊的湿地类型,对宁夏引黄灌区绿洲的健康发展至关重要。以银川平原草甸湿地常见禾草芨芨草(Achnatherum splendens)、赖草(Leymus secalinus)、拂子茅(Calamagrostis epigejos)为研究对象,通过野外采样、实验室分析,研究了3种禾草构件形态特征、构件生物量特征及配置比例,分析了3种禾草生境的土壤特征。结果表明:3种禾草的构件形态、构件生物量差异显著(P0.05),其中芨芨草各构件特征值最大,赖草和佛子茅次之;3种禾草构件生物量分配策略既有共性,又存在差异(P0.05),其生物量分配模式以种群能够实现持续生存和繁衍为终极目标;禾草生境的土壤理化性质在小尺度上各有不同,因而不同禾草常以单优群落分布,在景观格局上禾草生境则受制于银川平原草甸湿地盐渍化特征和土壤水分梯度差异。该研究为宁夏引黄灌区沟渠廊道生态建设和盐碱草地植被恢复提供了科学依据。     

银川平原沟渠边坡土壤理化性状空间分异特征

基于银川平原沟渠边坡植物群落的生态序列更替,在沟渠边坡从堤坝顶部到坡底设置了A区、B区和C区3个样区,通过野外调查采样、实验室分析,结合经典统计学方法,对沟渠边坡土壤含水量、全盐、pH值、有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)等的空间分布特征及其与植被的相互反馈机制进行了探究。结果表明:银川平原沟渠边坡土壤理化性状具有明显的空间异质性;A区、B区、C区的土壤含水量依次呈现递增变化规律;A区、B区、C区的pH值分别介于8.18~10.37、8.29~9.79、8.08~9.75之间,盐碱化程度较高;土壤全盐表聚效应显著,其中以B区0~10 cm土层富集效应最显著(P0.05),形成了明显的"盐带";SOC、AN、AP分别在B区的0~30、0~30、0~10 cm土层富集效应显著(P0.05),形成了明显的"肥区"。土壤理化性状间的相互作用直接或间接地影响了土壤理化性状的空间差异,其中,土壤含水量的变化是植物群落更替效应的本源,进而影响了土壤理化性状。土壤资源的空间异质性和植物群落的生态序列梯度相伴而生、相互制约,共同维护着银川平原沟渠湿地的植物多样性和绿洲生态系统的稳定。     

银川平原湖泊湿地不同水深梯度下芦苇种群生长特征

银川平原湖泊湿地芦苇种群发挥着重要的生态功能。以银川平原湖泊湿地芦苇(Phragmites australis)为研究对象,设置了4个水深梯度,即Ⅰ(0~5 cm)、Ⅱ(5~25 cm)、Ⅲ(25~50 cm)、Ⅳ(50 cmⅣ150 cm),通过野外调查采样、实验室分析,探讨芦苇种群生物量、株高的动态变化规律及其对不同水深环境的响应,分析不同水深梯度株高与生物量的协同适应能力。结果表明:水深对生物量、株高的影响极显著(P0.01),生物量随着水深的增加呈现波动增加趋势,株高对水深增加的响应为非线性正相关;不同水深梯度对生物量、株高的累积速率表现出不同的极显著差异(P0.01)。各水深梯度生物量累积在时间序列上为单峰形曲线,株高变化规律为先单调上升后维持不变。水越深生长速率越快,生物量和株高的累积效应越明显;芦苇种群对水深梯度变化的生态适应能力并非线性,水深过高(50 cmⅣ150 cm)或过低(0~5 cm)对芦苇生长都有一定的抑制作用,适宜水深(5~50cm)株高与生物量的耦合程度高,芦苇长势良好。该研究为确定芦苇生长最佳水深阈值区间和有序推进银川平原湖泊湿地生态恢复工程提供了科学依据。     

银川平原草甸湿地土壤养分特征与植物响应

为探究草甸湿地土壤养分特征,阐明草甸湿地土壤养分对植物养分的影响,在银川平原选取3种生境的草甸湿地(沼泽草甸、典型草甸和盐生草甸)作为研究对象,通过野外调查、实验室分析,结合经典统计学方法对土壤养分及植物养分进行分析。结果表明:①水平梯度上,除全磷(TP)外,3种草甸湿地之间土壤养分含量在土层020cm变化显著(P<0.05)。②在垂直梯度上,全氮(TN)、碱解氮(AN)在盐生草甸中垂直变化不显著(P>0.05),但在典型草甸与沼泽草甸垂直方向上波动幅度较大;TP在草甸湿地土壤中垂直变化不显著(P>0.05);速效磷(AP)与速效钾(AK)在草甸湿地表层具有一定程度的富集效应,并且在不同草甸湿地土层垂直方向上变化显著(P<0.05)。③土壤中C、N和P含量的变化趋势一致;AK与土壤P具有显著的相关性(P<0.05)。④草甸湿地植物养分均表现为N限制,其中C∶N、C∶P与土壤养分呈负相关,植物N∶P受土壤有机碳(SOC)、AN影响较为显著。