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本研究以农牧交错带宁夏中部荒漠草原带中的白刺灌丛堆为研究对象,定量分析荒漠生境中白刺灌丛堆的形态特征、形态参数间的关系、空间格局、土壤性质及白刺群落的空间变化规律,探讨白刺灌丛堆的形成及发育,揭示白刺灌丛堆土壤、植被的空间变化特征及相关关系,对该区域乃至荒漠草原的生态恢复及重建都有一定的理论价值和现实意义。通过野外调查、取样和室内样品分析和数据统计,初步得到以下结论: (1)样地内的白刺灌丛堆以成熟阶段为主。在不同的演化阶段,白刺灌丛堆的分布格局不同。在初级阶段、发育阶段、成熟阶段,自刺灌丛堆主要表现为聚集分布,在衰退阶段,白刺灌丛堆表现为随机分布格局。在不同的尺度下,分布格局不同。在较小的尺度(0-10m),白刺灌丛堆表现为随机分布,在10m-40m尺度下,表现为聚集分布,在40m-50m尺度下,表现为随机分布的格局。 (2)在荒漠草原中,不同演化阶段,白刺灌丛堆的形态特征不同。随着灌丛堆演化的进行,灌丛堆的长短轴、高度、迎风坡坡角、背风坡坡角逐渐增大,且灌丛堆的长轴、短轴和高度三者协同增长,长轴增长平稳,短轴在演化末期显著增加,高度增长保持平稳。在白刺灌丛堆演化的过程中,灌丛堆长轴与短轴、长短轴与高度、长短轴与灌丛堆表面积、长短轴与灌丛堆体积、高度与灌丛堆表面积、高度与灌丛堆体积之间的相关关系均由强变弱,灌丛堆的坡角(包括迎风坡与背风坡)与其它参数之间相关性较弱。 (3)白刺灌丛堆各部位贮水量表现为:灌丛堆外部>灌丛堆边缘>灌丛堆内部。灌丛堆内部在20-40cm土壤含水量最高,灌丛堆边缘在60-80cm含水量最高,灌丛堆外部在80-100cm含水量最高。土壤有机质和全氮的含量随着离灌丛堆中心距离的增加而显著(P<0.05)降低(即灌丛堆内部>灌丛堆边缘>灌丛堆外部),表现出白刺灌丛堆明显的“肥岛效应”,但有效磷的波动幅度比土壤有机质和全氮的波动幅度小,各土层之间没有显著差异(P>0.05)。自刺灌丛堆各部位土壤微生物数量表现为:灌丛堆内部>灌丛堆边缘>灌丛堆外部,随着离灌丛堆中心距离的增加,土壤中的细菌数量和放线菌数量显著地降低,而真菌数量逐渐增多。在白刺灌丛堆的演化的过程中,土壤各层含水量有较少的趋势。土壤含水量在20-40cm处增大,而后降低。土壤容重在随着土层的增加而增大。土壤有机质、全氮含量在成熟期含量最高,在0-20cm大量积累,有效磷含量在发展阶段达到最高。养分大多积累在0-20cm处土壤中。在不同的的演化阶段,土壤微生物数量差异明显。随着白刺灌丛堆的演化发展,细菌数量先减小后增加再减小,放线菌的数量想增大后减小,真菌的数量先减小后增加。 (4)不同的演替阶段,白刺灌丛群落的物种组成不同。在发展的初期,禾本科植物占优势,而到成熟阶段后,藜科占据了主要的组成部分。多样性指数、均匀度指数及优势度指数都偏低。发育阶段和成熟阶段物种多样性水平显著高于初级阶段和衰退阶段,成熟阶段的物种均匀度显著高于其他各阶段。 (5)在初级阶段,白刺灌丛堆的盖度与体积密切相关,且成线性函数增长模式;在发育阶段,随着白刺堆植被盖度的增加,灌丛堆的体积呈现幂函数增长模式;在成熟阶段,灌丛堆白刺盖度呈现出多项函数增长模式,随着盖度的增大,灌丛堆的体积逐渐增大;在衰退阶段,灌丛堆体积与盖度有明显的相关性。不同发育阶段白刺灌丛堆内土壤与植被之间均表现出明显的内在相关性;植被各指标与含水率、容重之间相关系数的最大值多出现在初始阶段,而与土壤有机质和全氮含量之间相关系数的最大值多出现在成熟阶段,土壤细菌、真菌、放线菌与群落特征均无显著关系。