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在植物与土壤相互联系的系统中,土壤拥有肥力,为植物的生长发育提供水分和矿质营养,土壤的质地、水分和矿质营养的含量不仅影响植物的个体发育,也是植物群落类型、分布和动态的决定性因素之。而植物对土壤的生态效应是由于植物对土壤肥力的利用、对土壤的固定作用,植物群落生物量的累计和分解等因素,使得土壤养分在时间与空间尺度上出现了各种动态变化的过程。因此,土壤养分效应与植物群落的多样性、生产力大小等是密不可分,两者之间关系也一直是研究者们的重要研究对象。这种互动效应关系会随不同环境有所区别,而地形因子是植被与土壤关系中的重要影响因子。山地生态系统是陆地生态系统的重要组成之一,而高寒草甸生态系统是高山山地生态系统的一部分,高寒草甸植被与土壤联系紧密,对气候变化响应敏感,是高山生态系统植被与土壤相互影响研究的重要环节。色季拉山地处高寒区域,海拔跨度大,植被和土壤垂直分异明显,并且东、西坡向分布基本匀称,是可以研究坡向影响下植被与土壤互动效应的典型区域。色季拉山高寒草甸植被属于色季拉山区域一条重要的植被带谱,不仅是色季拉山植被的重要组成部分,也是当地牧民夏季的重要放牧区域,该区域草甸植物的多样性及土壤养分情况相关研究罕见报道。在这样的情况下,本文通过研究色季拉山高寒草甸植物群落学特征及其土壤因子的相互关系,得出以下结论:(1)在色季拉山高寒草甸调查到种子植物53种,隶属于22科37属,在物种组成上,以菊科、禾本科、玄参科植物为主组成,而菊科植物最占优势。色季拉山东坡草甸群落以圆穗蓼为优势种,西坡草甸群落以珠芽蓼为优势种。在植物区系组成上,按科的分布类型划分可分为4个类型及1个变型,其中世界分布型最具优势,没有地区特有科分布。按属的分布类型划分可分为8个类型及3个变型,其中北温带分布数量最多,无中国特有属分布。色季拉山高寒草甸群落物种组成较藏北地区高寒草甸物种组成更为复杂,组成群落的物种类别较多。色季拉山高寒草甸群落物种多样性指数平均值为3.23,丰富度指数平均值为4.79,均匀度指数平均值为0.90。色季拉山Shannon–Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数一致表现为西坡>东坡,存在显著差异。表明西坡群落的植物种类较多,群落结构更加稳定,多物种共存,西坡群落中全部物种个体数目分布较东坡更均衡,物种多样性较高。单因素方差分析表明,坡向对色季拉山东、西坡高寒草甸物种多样性特征有显著影响。色季拉山高寒草甸群落总生物量为428.76~726.14 g/m~2,平均值为534.71 g/m~2;群落地上生物量为151.63~291.78g/m~2,平均值为203.08 g/m~2;群落地下生物量为290.12~434.36 g/m~2,平均值为331.64 g/m~2。东坡生物量显著高于西坡生物量,群落地上、地下生物量以及总生物量上都一致表现为东坡>西坡,总生物量东坡比西坡高41.28%,地上生物量东坡比西坡高65.25%,地下生物量东坡比西坡高25.62%。根冠比表现西坡(1.89)>东坡(1.47),单因素方差分析表明,坡向对东西坡根冠比有显著影响,表明东、西坡植物的地下、地上生物量分配策略有所不同。(2)色季拉山高寒草甸0~30 cm的土壤总有机碳(TOC)含量在17.36~88.18 g/kg,颗粒有机碳(POC)含量在2.01~61.62 g/kg,易氧化有机碳(EOC)含量在2.55~16.658 g/kg,微生物量碳(MBC)含量在12.40~331.14 mg/kg,微生物量氮(MBN)含量在12.40~168.09 mg/kg,高于藏北平原区高寒草甸碳含量,说明色季拉山高寒草甸土壤具有较高的碳积累能力但同时对生境变化更敏感。西坡易氧化有机碳在总有机碳中的占比均高于东坡;从0-10 cm到10-20 cm的土壤中,西坡总有机碳和易氧化有机碳的递减率高于东坡。色季拉山高寒草甸土壤有机碳组成及在土层深度上变化的东、西坡差异,与色季拉山山地及其林区气候造成的土壤p H和微生物组成具有重要关联。色季拉山高寒草甸0~30 cm的土壤速效氮(AN)含量在58.76~480.36 mg/kg,速效磷(AP)在6.20~65.55 mg/kg,速效钾(AK)含量在0.03~0.30 g/kg。各速效养分含量均表现为东坡>西坡,且具有表聚性,土壤速效氮与速效磷含量在东、西坡表现为差异显著(P<0.05),土壤速效钾含量在东、西坡表现为差异不显著(P>0.05)。色季拉山高寒草甸0~30cm的土壤全氮(TN)含量在1.51~5.94 g/kg,土壤全磷(TP)含量在0.53~0.95g/kg,土壤全钾(TK)含量在4.83~7.99 g/kg。土壤全氮及全磷都表现为东坡>西坡,且都具有表聚性。而全钾则表现为西坡>东坡,与其他元素相反,主要聚集在中层土壤(10~20 cm)。单因素方差分析表明,坡向对速效氮、速效磷、全磷都有影响,在相同土层中,东西坡土壤速效氮、速效磷、全磷都表现为差异显著(P<0.05),表明在色季拉山坡向对土壤养分的积累有显著影响。(3)色季拉山高寒草甸优势植物叶片C含量在384.55~433.72 g/kg,叶片N含量在9.83~28.48 g/kg,叶片P含量大在0.55~2.64 g/kg,叶片K含量在3.70~16.74 g/kg。色季拉山高寒草甸叶片养分含量大小皆为:C>N>K>P,在各养分含量上,C、N、P都表现为东坡>西坡,而K含量表现为西坡>东坡,植物叶片养分含量与土壤养分含量表现出了相似规律。植物根系C含量在376.24~456.33 g/kg,根系N含量在6.33~10.61 g/kg,根系P含量在0.30~0.88 g/kg,根系K含量在3.3~8.48 g/kg,平均值为4.72 g/kg。色季拉山高寒草甸根系养分含量大小皆为:C>N>K>P,在根系养分含量比较中,C、P含量表现为东坡>西坡,而N、K含量表现为西坡>东坡。该规律表现与叶片及土壤养分含量规律有所差异。(4)土壤C/N、C/P、N/P、C/K化学计量比在垂直空间分布上与C、N、P、K趋势相同,从上上层至下层依次递减,但K元素除外。土壤养分含量大小为东坡>西坡,而土壤化学计量比大小却大多为西坡>东坡,与土壤养分含量相反。植物与土壤具有互动效应,两者之间存在紧密联系,相关性分析显示,土壤C、N、P元素含量与植物C、N、P元素含量都有显著正相关的联系,通过对比植物叶片和根系与土壤的相关性强弱,发现叶片与土壤的相关性更强。