黄土丘陵沟壑区不同坡向柠条生物量测定

黄土丘陵沟壑区不同坡向柠条生物量测定

群落生物量是人工植被结构的最直接表现为高度的自然表现。这也是干旱半干旱黄土区水有效利用的综合体现。自20世纪,随着重大生态工程启动,黄土高原进行大规模林、草植被建设,但人们普遍重视植被生产力轻视群落稳定性1试验和方法1.1ee研究区位于定西市巉口镇龙滩流域,属于半干旱黄土高原丘陵沟壑区,地理坐标为104°27′~104°32′E、35°43′~35°46′N,平均海拔1900m。年平均气温6.8℃,1月份平均气温-7.9℃,极端最高温38.5℃,平均无霜期152d,平均年日照时数2052h。年均降水量386mm,主要集中在7~9月份,多以暴雨形式降落,蒸发量1439mm,年平均相对湿度72%,干燥度1.9。1.2样带设置和样地设置选择完整坡面的柠条成熟林地,按阳坡、半阳坡和阴坡布设样带,每个坡向至少1个样带;每条样带分别在上、中、下坡位布设样地,样地间距离大于50m,样地规格为20m×20m;每个样地设3个样点。1.3测量内容1.3.1fm土壤水分速测仪0~200cm土层剖面,每一测层为20cm,TRIME-FM土壤水分速测仪,测定时间2012~2015年生长季节,测定周期15d;0~600cm土层剖面,每一测层为20cm,烘干法,测定时间2012~2015年8月份,测定周期1年。1.3.2测心、测定时间取样分层为0~40cm、40~80cm、80~120cm,委托农科院测试中心测定,取样时间2012~2015年,测定周期2年。1.3.3地上总生物量及生长特性地上生物量根据平茬样方实测值,对不同坡向平茬样地单株生物量和冠幅及株高进行回归分析,得出不同坡向柠条冠幅及株高和生物量的回归方程(公式1~3)。计算样地每株生物量,然后统计得到柠条样地地上总生物量。阴坡上坡位:生物量=-2.178+3.821×冠幅(P=0.000<0.01)(1)阳坡上坡位:生物量=-2.225+3.268×冠幅+0.448×树高(P=0.000<0.01)(2)半阳坡上坡位:生物量=-4.818+3.184×冠幅+2.835×树高(P=0.000<0.01)(3)地下生物量不同坡向中坡位选样方;测层20cm,分层挖样坑(长×宽×深:300cm×100cm×200cm)。新梢生长量每个样方内随机取样10株,每个样株不同部位选10个枝条测量长度。调查时间2012~2015年,调查周期1年。2结果与分析2.1土壤养分与地上生物量及新梢生长量的关系不同立地条件下柠条样地土壤养分的变化有着明显的差异(表1),有机质、总氮、总磷、总钾、速效氮、速效磷和速效钾含量变化均表现为阳坡样地最低、阴坡样地最高。土壤养分较高的阴坡柠条地上生物量较高,但土壤养分较差的阳坡和半阳坡反而具有较高新梢生长量。进一步对各柠条样地土壤养分含量与地上生物量和新梢生长量进行相关性分析,显示土壤养分与两者之间均不存在显著性相关(表2)。由以上柠条林生产力在不同立地条件下的统计值存在差异,而各样地土壤养分和其生产力的相关性却不显著的分析结果,可以推断出:干旱半干旱黄土区水分对柠条林生产力起决定性作用的同时,也大大降低了土壤养分对其影响的程度。2.2各环境因子之间的相关关系柠条林各样地土壤水分和和养分相关性不存在显著性(表3),理论上,植物群落发育与各环境因子存在一定规律性,表现在各环境因子之间也必然存在某种相关关系。但由于本研究试验材料为当地成熟和过成熟柠条群落,加上植物对资源利用在时间上的不同步性,甚至存在水分因子对研究区植物生长的瓶颈效应,使得柠条群落生态系统内土壤因子之间的相互作用降低。2.3土壤养分与土壤水分的相关性在研究区域,立地条件(坡向和坡位)反映了真实的自然水分环境,其对柠条林地上生物量的影响也是显而易见的(表1),阳坡、半阳坡和阴坡分别是:5601.78、7135.54、7582.04kg/hm柠条样地根系生物量与土壤水分含量的相关性主要表现在垂直方向上(图1),并且相关性存在根径越细相关性越显著,根径d<1mm为0.968、1mm<d<3mm为0.935、3mm<d<5mm为0.941、d>5mm为0.868。这说明根系在垂直方向上的分布除了受生物学特性影响外,很可能与土壤水分垂直分异规律有关。1)研究区域柠条林生产力的高低与其土壤养分相关性不显著,同时,其土壤水分与土壤养分的相关性也不显著。这说明土壤养分对柠条的生长发育的影响是非常有限的;此次,也说明水分作为当地植物生长的瓶颈因子,大大降低了其他环境因子对柠条生长的影响程度。2)因为成熟柠条林地不同立地条件下土壤水分均得到最大化的利用,群落与土壤水分环境的相互作用,并处于长期平衡状态,所以实测土壤水分值与地上生物量不存在显著相关性,但它的作用在于短期对植被生长的影响,所以有新梢生长量与