内蒙古乌拉特荒漠草原红砂灌丛林引入柠条后地面节肢动物群落结构分布特征

在内蒙古乌拉特荒漠草原退化红砂灌丛林地内,引入柠条灌丛已成为一种重要的生态恢复措施。关于人工种植柠条灌丛对天然红砂灌丛林地地面节肢动物群落结构及其多样性分布的影响研究,是该区域生物多样性保育和退化生态系统恢复过程研究的重要科学问题。本研究以红砂和柠条灌丛作为研究对象,以灌丛间裸露地为对照。于2018年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(10月),利用陷阱诱捕法,调查柠条和红砂灌丛微生境内地面节肢动物的群落结构分布及其与环境因子间的关系。结果显示:1)试验调查期间,共捕获地面节肢动物560只,隶属于10目23科。其中,优势类群有拟步甲科和蚁科,其个体数分别占总个体数的41.07%和22.14%;常见类群有10类,其个体数共占总个体数的32.68%;稀有类群有11类,其个体数共占总个体数的4.11%。2)地面节肢动物的群落组成在红砂灌丛、柠条灌丛和裸露地微生境内存在较大差异,狼蛛科和管巢蛛科仅在柠条灌丛微生境内存在,蜉金龟科和木伪蝎科仅在裸露地微生境内存在。3)地面节肢动物的个体数、类群数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数在红砂灌丛、柠条灌丛和裸露地微生境间均无显著差异(P>0.05)。4)红砂灌丛、柠条灌丛和裸露地微生境间的Jaccard相似性指数均处于较高水平,为0.65~0.71,属于高度相似。5)冗余对应分析(RDA)和偏RDA结果表明,土壤pH是影响地面节肢动物个体数分布的主要环境因子。研究表明,在乌拉特荒漠草原红砂灌丛林地内种植柠条灌丛,虽然会对地面节肢动物的群落组成产生一定的影响,但对其个体数、类群数和多样性分布的影响较小,说明种植柠条灌丛对地面节肢动物多样性恢复乃至生物多样性恢复均存在局限性。

红砂灌丛根系构型特征对沙堆土壤养分的响应机制

【目的】探究胁迫环境下红沙灌丛根系构型特征以及其与土壤养分的耦合关系,以期明晰植物为适应环境而进行的根系动态生长策略。【方法】以白音恩格尔自然保护区的红纱(Reaumuria songarica)灌丛为研究对象,测量其根径、分支率并计算拓扑指数,采集土壤测定其养分含量并计算相对作用强度(RII),采用冗余分析(RDA)揭示根系构型特征对沙堆土壤养分的响应机制。【结果】(1)白音恩格尔自然保护区的红砂灌丛根系生长平均深度可达68.63 cm,水平分布范围均值可达99.97 cm,根系以水平分布根为主。研究区的红砂灌丛根系分支一般分为4级,根系次级分支较多,分支结构复杂,更接近叉状分支结构。(2)红砂灌丛覆盖地表改变了区域土壤养分空间分布状况,灌丛沙堆内部养分含量高于无植被覆盖的丘间空地,形成“肥岛效应”,其中0~20 cm土层土壤有机碳(SOC)和全磷(TP)的含量高于20~30 cm土层,但未表现出显著差异(P>0.05);全氮(TN)与土层深度呈正相关,并随土层深度增加而显著提高(P<0.05)。(3)土壤养分化学计量比(C/N、C/P、N/P)与根系构型拓扑参数(TI、q_(b)、q_(a))表现为正相关,其中C/P、N/P与拓扑参数的线段夹角最小,说明相关性更强。总分支率(R_(b))、TN、TP与以上参数呈负相关,其中R_(b)与TN相关性较强。【结论】红砂灌丛形成了“肥岛效应”,沙堆土壤中的C/P、N/P对根系构型有较强影响。

红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用

以黄土高原西部荒漠草原区广泛分布的红砂灌丛为研究对象,对灌丛周围土壤盐分和养分的富集状况进行了研究。结果表明:红砂灌丛下土壤养分明显高于灌丛外,且表层0-10cm土壤养分的富集率较10-20cm要高,灌丛下p H值和电导率显著提高,主要盐离子(HCO-3、Cl-、SO2-4、K+、Na+、Mg2+、Ca2+)含量在灌丛内外表层土壤中均存在显著差异,其中Cl-、SO2-4、Na+含量差异最为显著。相对于K+、Mg2+、Ca2+三种离子,Na+在红砂灌丛下的富集程度更强,而SO2-4和Cl-在灌丛内外的积累速率基本处于平衡状态。相关分析表明,大部分盐分离子的积累与灌丛周围养分的富集存在显著的正相关关系。