黄土高原不同降雨量带退耕地植被-生物结皮的分布格局

黄土高原退耕还林工程实施后,高等维管束植物恢复的同时,生物结皮大面积发育。然而,两者共同发育下的分布格局及空间变异却鲜有报道。通过野外调查,研究了黄土高原不同降雨量带退耕地上植被盖度、维管束植物斑块面积、个数,生物结皮组成、盖度及其空间变化。结果表明:1)在黄土高原降水量250—550 mm地区的退耕地及自然荒坡上,维管束植物与生物结皮共同存在,呈镶嵌分布。生物结皮多呈连续分布,可视为被镶嵌体,维管束植物多以斑块状存在,可视为镶嵌体。2)黄土高原生物结皮盖度变化于80.8%—55.1%之间,在不同降雨量带之间差异显著,250—350 mm降雨量带生物结皮平均盖度(77.8%)显著高于350—500 mm降雨量带(60.3%),但不同类型生物结皮盖度差异显著性不同。3)黄土高原地区不同降雨量带维管束植物冠层盖度变化于10.0%—58.7%,随降雨量的增加而增加,一定程度上限制了生物结皮的发育和演替,两者表现出了"此消彼长"的关系。4)随着降雨量的增加,高等维管束植物茎基斑块间的距离逐步减小,维管束植物覆被增加。研究结果数量化的揭示了黄土高原不同降雨量带退耕地上维管束植物与生物结皮的镶嵌式分布格局及其空间变异特征。     

黄土丘陵区生物结皮对土壤可蚀性的影响

在采样分析生物结皮对土壤理化属性影响的基础上,采用EPIC模型估算与模拟降雨试验相结合的方法,研究了黄土丘陵区不同生物量、不同土壤质地和不同季节的生物结皮对土壤可蚀性(K值)的影响.结果表明:生物结皮显著降低了土壤可蚀性,生物结皮层土壤可蚀性较下层土壤降低17％;土壤可蚀性随生物结皮生物量的增加呈降低趋势,藓结皮土壤可蚀性K值较藻结皮土壤降低21％;生物结皮土壤可蚀性在不同季节因其生物活性不同而存在差异,雨季中显著高于雨季前和雨季末;不同质地土壤上生物结皮对可蚀性的影响不同,可蚀性K值为砂壤＞粉壤＞砂土;模拟降雨条件下测定表明,生物结皮的发育使土壤可蚀性较对照(下层5～10 cm土壤)降低约90％.     

生物土壤结皮演替对土壤生态化学计量特征的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是干旱半干旱地区重要的地表覆被物,能够固定碳氮,影响养分循环,从而可能引起土壤化学计量特征的变化。以黄土丘陵区不同演替阶段生物结皮为研究对象,研究该区生态恢复初期生物结皮演替对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响。结果表明:(1)生物结皮显著增加了生物结皮层C、N、P含量,后期藓结皮较初期藻结皮C、N、P含量分别增加了161%、127%和9%,均显著高于其下0—10 cm土壤;(2)土壤C/N随着生物结皮演替变化较小,范围为10.0—11.8,C/P和N/P在演替后期分别是初期的2.4倍和2.1倍,均显著高于其下0—10 cm土壤;(3)生物结皮土壤C/N、C/P与N/P受坡向影响较大,并与藓生物量显著正相关,与土壤容重显著负相关;(4)生物结皮显著影响土壤C、N、P含量及其化学计量特征,使生物结皮层显著不同于其下层土壤及裸地;(5)生物结皮演替加速表层土壤养分恢复,影响程度可至其下2 cm土层。研究初次从土壤化学计量特征的角度揭示生物结皮对土壤养分循环的贡献,对干旱半干旱地区生态修复和管理具有指导意义。