毛乌素沙地南缘沙区生物土壤结皮发育及其生态水文效应
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2.3 结果与分析

2.3.1 生物结皮的厚度变化

对沙丘不同部位生物结皮厚度的测定结果显示(图2.2),迎风坡生物结皮的厚度较小,平均为5.73mm,背风坡结皮层厚度与迎风坡结皮层相比有所增加,平均为6.07mm,丘间地苔藓结皮层的平均厚度为10.30mm,丘间地生物结皮的平均厚度明显大于迎风坡和背风坡。

图2.2 沙丘不同部位生物结皮的平均厚度

不同的小写字母表示不同地貌部位生物结皮厚度在0.05水平上的显著性差异

图2.3 研究区不同类型生物结皮的分盖度

2.3.2 研究区生物结皮的盖度

不同类型生物结皮分盖度的测量结果显示(图2.3),生物结皮对沙丘不同部位具有选择性分布特点。迎风坡中上部以裸沙或浅灰色藻类结皮为主。迎风坡中下部少量分布发育良好的黑褐色藻类结皮。背风坡裸露沙区的面积有所减少,其中上部以浅灰色的藻结皮为主,中部深灰色藻结皮的面积明显增加,背风坡底部便开始出现少量的苔藓结皮。丘间地生物结皮的总盖度明显增加,生物结皮的总盖度达到80%以上,主要以黑褐色藻类结皮和苔藓结皮为主,苔藓结皮的分盖度与其他不同部位相比明显增加。整体上表现为迎风坡生物结皮广泛发育,但发育程度较低,背风坡结皮发育良好,丘间地基本上被发育良好的苔藓结皮覆盖。

2.3.3 机械组成分析

测定结果显示,不同部位生物结皮中砂粒分布具有较大差异,其机械组成以细砂为主,中砂次之(表2.1)。粉粒和黏土含量随生物结皮发育程度的不同而有所差异。沙丘顶部以流沙为主,机械组成为中砂和细砂。在迎风坡,浅灰色的生物结皮得到较好发育,机械组成以细砂和中砂为主,但开始出现粉砂、黏粒等细颗粒物。在背风坡黑褐色生物结皮机械组成中,中砂和细砂含量与前者相比有所减少,粉粒和黏粒含量有所增加。丘间地苔藓结皮中,中砂和细砂含量继续减少,粉粒和黏粒含量均达到最高,粉粒和黏粒等细颗粒物所占的百分比明显增加。

表2.1 沙丘不同部位生物结皮的机械组成*

*机械组成分级标准参考吴正等(2003)略作调整。

2.3.4 结皮及下层沉积物容重

结皮层及下层0~20cm剖面土壤容重的测定结果显示(表2.2),不同部位生物结皮及下层0~20cm剖面土壤容重发生了明显的变化。结皮层容重由大到小依次是:迎风坡浅灰色藻类结皮、背风坡黑褐色藻类结皮和丘间地苔藓结皮。结皮下层0~5cm处是结皮层和风成沙之间的过渡区域,有生物成分分布,但以非生物成分为主(胡春香等,2000)。受生物结皮发育的影响,沙丘不同部位该层土壤容重与丘顶裸沙表层0~5cm处的土壤容重不同,其变化由大到小依次是:裸沙、迎风坡、背风坡和丘间地。丘顶裸露地区0~20cm剖面土壤容重无明显的变化,而其他各部位结皮下层0~20cm剖面土壤容重随剖面的加深呈增加的趋势。除丘间地外,剖面深度达到20cm时,其容重与同层裸沙的容重接近,说明生物结皮对其下层土壤产生较大的影响,随生物结皮的发育,其对下层沉积物的影响也愈加明显。

表2.2 生物结皮层及下层沉积物容重变化 单位:g·cm-3

注 表中数字为三次重复的平均值±标准差。

2.3.5 生物结皮中可培养微生物数量

对沙丘不同部位生物结皮层微生物数量的测定结果显示(图2.4),不同部位结皮层微生物总数差异较大。丘顶裸沙或刚形成的微生物结皮中可培养微生物数量最少,为1.51×105个·g-1干土,迎风坡浅灰色藻类结皮中可培养微生物数量次之,为3.58×105个·g-1干土,背风坡和丘间地生物结皮中可培养微生物数量最多,其数量分别是4.42×105个·g-1干土和5.83×105个·g-1干土,表现出发育良好的结皮中可培养微生物数量较多,刚形成或发育程度较低的生物结皮中可培养微生物数量较少的特点。

图2.4 沙丘不同部位结皮中可培养微生物总数数量变化特征

不同的小写字母表示不同地貌部位结皮层可培养微生物数量在0.05水平上的显著性差异