黄土丘陵区自然恢复草地土壤呼吸对降雨格局改变的响应

[目的]揭示黄土丘陵区自然恢复草地土壤呼吸对长期改变降雨的响应情况,并阐明不同降雨处理土壤呼吸与土壤温度、土壤含水量的关系。[方法]以黄土丘陵区自然恢复草地群落为对象,进行长期野外人工控制降雨试验,设置增雨20%,40%,60%以及减雨20%,40%,60%和对照处理,测定土壤呼吸、土壤温度、土壤含水量。[结果]不同降雨处理土壤呼吸在生长季呈单峰曲线,7月达最大值,10月达最小值;在整个生长季内,增雨20%、增雨60%对土壤呼吸无显著促进作用,增雨40%及减雨20%,40%,60%显著降低土壤呼吸(p<0.05),表现为土壤呼吸随降雨量的增加而降低。生长季内,降雨显著影响土壤含水量(p<0.05),土壤含水量随雨量减少而减少;与对照相比除减雨60%处理外,其余降雨处理显著降低了土壤温度(p<0.05)。无水分胁迫条件下,不同降雨处理土壤温度与土壤呼吸均呈极显著指数相关(p<0.01);各降雨处理土壤含水量与土壤呼吸均呈显著二次函数相关(p<0.05);土壤温度、土壤含水量双因素与土壤呼吸呈极显著的线性、幂—指数相关,且双因素幂—指数模型最优。[结论]总体上,降雨对黄土丘陵区自然恢复草地群落土壤呼吸的影响受土壤温度与土壤含水量联合调控,其主导程度取决于是否发生水分胁迫。

模拟降水变化下黄土丘陵区草地群落特征及其物候期响应

在全球气候变化背景下,黄土高原降水格局呈现出季节波动增强和极端降水事件增加趋势,降水格局变化势必会引起草地群落特征和物候期发生重要改变。为研究黄土丘陵区草地生态系统对降水改变的响应,选取黄土丘陵区退耕草地为研究对象,连续定位观测自然恢复小区不同降雨梯度下(0,±20%,±40%,±60%)物候动态变化,探究了物候期和群落结构对降水变化的响应状况。结果表明:(1)不同降水条件下群落物种组成及丰度存在明显差异,与对照组相比,增雨与减雨均提高了物种的种类。增雨60%群落种类最多,为18种。(2)降水梯度递增处理下,群落盖度呈先增加后降低趋势,地上生物量随呈单峰趋势。增雨20%处理和减雨20%处理均能够显著提高群落植被盖度和地上生物量,地上生物量在增雨处理下明显高于减雨处理。(3)丰富度和Shannon-Wiener指数总体上都呈增加趋势,减雨20%,40%,60%均使Pielou均匀度指数降低。(4)不同降水条件对物种物候期的影响显著(p<0.05),群落返青期、繁殖期和和枯黄期在减雨处理下显著提前,而增雨处理则使其繁殖期和枯黄期发生推迟。综上,群落物种组成、植被盖度和地上生物量在不同降水处理下表现出显著差异,而物种多样性对降水变化响应不敏感。