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地下水(shui)位埋深对沙质草地典型植物(wu)群落土壤环境因子和根系生物(wu)量的影响

苏天燕 贾碧莹 胡云龙 杨秋 毛伟

引用本文: 苏天燕,贾碧莹,胡云龙,杨秋,毛伟. 地下水位埋深对沙质草地典型植物群落土壤环境因子和根系生物量的影响. 欧宝体育, 2021, 38(9): 1694-1705 doi: shu
Citation:  SU T Y, JIA B Y, HU Y L, YANG Q, MAO W. Effects of groundwater depth on soil environmental factors and root biomass of typical plant communities in sandy grassland. Pratacultural Science, 2021, 38(9): 1694-1705 doi: shu

地下水位埋深对沙质草地典型植物群落土壤环境因子和根系生物量的影响

    作者简介: 苏天燕(1995-),女(黎族),海南三亚人,硕士,主要从事生态系统生态学研究。E-mail: 1039244960@qq.com
    通讯作者: 毛伟(1983-),男,江西鹰潭人,副教授,博士,主要从事全球变化生态学研究。E-mail: maow@lzb.ac.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(41671208);海南大学科研启动基金项目(KYQD20035)

摘要: 干旱半干旱地区水分蒸发剧烈且植被生长依赖于地下水分补给,因此植被地下部分的生长受限于地下水位埋深的高低。为探明植被地下部分(根系生物量)与生长环境因子(土壤养分和 pH)及其相互关系受地下水位埋深的影响,在科尔沁沙质草地进行了地下水位埋深梯度倍数递增(0.5、1.0和2.0 m)控制试验。结果表明: 1)在不同地下水位埋深控制试验中土壤全氮、全磷和 pH 均随年际变化而上升,且各处理间存在显著差异(P < 0.05);而土壤有机碳含量则呈下降趋势,且各处理间无显著差异(P > 0.05)。土壤有机碳、全氮和全磷含量总体上均随地下水位埋深土层深度的加深而降低,而 pH 随着土层深度的加深而上升,但变化差异不显著。2)根系生物量在不同地下水位埋深深度中均随土层深度的加深而下降。3)土壤有机碳、全氮和全磷与根系生物量显著正相关,pH 与根系生物量负相关,但不显著。因此,本研究证明不同地下水位埋深梯度处理对不同的土壤养分类型影响不一,但科尔沁沙质草地地下水位埋深会加快土壤有机碳、全氮和全磷含量的丧失和根系生物量的增加。

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      来幸樑师尚礼吴芳郝梓暄周彤陈建纲赵亚东 . 紫花苜蓿与3种多年生禾草混播草地的土壤养分特征. 欧宝体育, 2020, 37(1): 52-64. doi: 

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    图 1  试验设计示意图(左)和试验小区实景图(右)

    Figure 1.  Schematic diagram of the experimental design (left) and picture of the experimental plot (right)

    图 2  不同地下水位埋深处理0 – 40 cm土层土壤养分含量的变化规律

    Figure 2.  Changes in the soil nutrient content in the 0 – 40 cm soil layer under different groundwater depth treatments

    *, P < 0.05.

    图 3  不同地下水位埋深处理下土壤养分含量的垂直变化特征

    Figure 3.  Vertical variations in the soil nutrient content under different groundwater depth treatments

    图 4  不同地下水位埋深处理下植物根系生物量的变化特征

    Figure 4.  Variations in plant root biomass under different groundwater depth treatments

    不同小写字母表示同一地下水位埋深处理不同土层间差异显著(P < 0.05)。

    Different lowercase letters indicate significant differences between different soil layers in the same groundwater depth treatment at the 0.05 level.

    图 5  土壤养分与根系生物量相关性分析

    Figure 5.  Correlation analysis of soil nutrient and root biomass

    图 6  土壤养分与根系生物量的主成分分析相关性分析

    Figure 6.  Principal component analysis of soil nutrients and root biomass

    TRB,总根系生(sheng)物(wu)量;SOC,土壤有机碳;TN,全(quan)氮;TP,全(quan)磷。

    TRB, total root biomass; SOC, soil organic carbon; TN, total nitrogen; TP, total phosphorus.

    表 1  土壤养分含量在0 − 40 cm土层中的年际变化差异分析

    Table 1.  Analysis of the difference in the interannual variation of the soil nutrient content in the 0 − 40 cm soil layer

    地下水位埋深
    Groundwater depth/cm
    年份
    Year
    酸碱度
    pH
    有机碳
    Soil organic carbon/(g·kg−1)
    全氮
    Total nitrogen/(g·kg−1)
    全磷
    Total phosphorus/(g·kg−1)
    0.5 2017 7.84 ± 0.25Aab 6.40 ± 0.66Aa 0.51 ± 0.02Abc 0.16 ± 0.03Aa
    2018 7.44 ± 0.47Ab 4.65 ± 0.57Ab 0.36 ± 0.05Ac 0.12 ± 0.02Ab
    2019 7.78 ± 0.45Ab 6.20 ± 0.70Aa 1.69 ± 0.51Aa 0.10 ± 0.04ABc
    2020 8.42 ± 0.20Aa 4.24 ± 0.72Ab 0.80 ± 0.13Ab 0.16 ± 0.02Aa
    1.0 2017 7.78 ± 0.06Aab 5.95 ± 0.45Aab 0.39 ± 0.07Ab 0.12 ± 0.02Aab
    2018 7.13 ± 0.39ABc 4.89 ± 0.82Ab 0.38 ± 0.07Ab 0.12 ± 0.02Ab
    2019 7.51 ± 0.38Ab 6.29 ± 0.72Aa 0.82 ± 0.19Ba 0.09 ± 0.02Bc
    2020 8.34 ± 0.17Aa 3.87 ± 0.43Ac 0.77 ± 0.09Aa 0.15 ± 0.02ABa
    2.0 2017 7.80 ± 0.10Aab 6.86 ± 0.80Aa 0.45 ± 0.01Abc 0.17 ± 0.05Aa
    2018 6.94 ± 0.36Bc 4.43 ± 0.97Ab 0.35 ± 0.08Ac 0.11 ± 0.02Ab
    2019 7.46 ± 0.38Ab 6.41 ± 0.76Aa 1.75 ± 0.45Aa 0.11 ± 0.02Ab
    2020 8.34 ± 0.11Aa 4.02 ± 0.41Ab 0.78 ± 0.10Ab 0.14 ± 0.02Ba
     不同小写字母表示同一处理不同年份间差异显著(P < 0.05),不同大写字母表示同一年份不同处理间差异显著(P < 0.05)。
     Different lowercase letters within the same column indicate significant differences between the determination time in the same treatment at the 0.05 level; different capital letters indicate significant differences between different treatments in the same year at the 0.05 level.
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                • 通讯作者:  毛伟, maow@lzb.ac.cn
                • 收稿日期:  2020-12-30
                • 接受日期:  2021-05-14
                • 网络出版日期:  2021-07-22
                • 刊出日期:  2021-09-15
                通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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                  沈(shen)阳化工大(da)学(xue)材(cai)料科学(xue)与(yu)工程学(xue)院(yuan) 沈(shen)阳 110142

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