ISWC OpenIR  > 水保所2018--2019届毕业生论文
水蚀风蚀交错带小流域土壤性质和植被特征的空间分布及其驱动因素
张凯
Subtype硕士
2019-05-29
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral陕西省
Degree Name理学硕士
Keyword小流域 土壤理化性质 植物群落特征 空间变异
Abstract

黄土高原地形千沟万壑,错综复杂,土壤与植被性质呈高度空间异质性。土壤性质的空间变异很大程度上影响着植被特征,而植被功能组成和多样性反馈影响生态系统功能。小流域是集水汇水的最基本水力单元,亦是黄土高原水土流失综合治理的基本空间单元。本研究以黄土高原生态环境最为脆弱的水蚀风蚀交错带六道沟一小流域为研究对象,应用经典统计和地统计分析方法,研究了小流域土壤性质与植被特征(地上生物量、盖度、物种多样性)的空间变异规律及分布格局,以及驱动植物群落特征的关键土壤和环境因子,并分析了坡向与植物群落类型对土壤有机碳氮的影响。研究结果对于水蚀风蚀交错带植被恢复与合理建造及生态系统结构与功能评估具有一定的指导价值。取得的主要研究结果有:

1)研究小流域表层(020 cm)土壤理化性质间表现出一定相关性,并具有明显的空间分布格局。土壤含水量与黏粒、粉粒含量极显著正相关(P<0.01),与容重、砂粒含量极显著负相关(P<0.01);土壤有机碳与全氮、矿质氮、全磷及黏粒含量极显著正相关(P<0.01),与容重极显著负相关(P<0.01)。成土过程中,土壤饱和导水率、砂粒、全磷和速效磷的空间变异主要受结构因素的影响,土壤含水量、容重、黏粒、粉粒、有机碳、全氮、矿质氮的空间变异是结构因素和随机因素共同引起的。饱和导水率和全磷分布相对均匀,其余分布均为斑块状。土壤含水量、黏粒含量、粉粒含量、有机碳、全氮及矿质氮均在流域汇水口处较高。

2)研究小流域植物以豆科、禾本科和菊科三大科为主,其群落地上生物量(AGB, Above-ground Biomass)、盖度(C, Coverage)、丰富度指数(R)、Shannon多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D)及Pielou均匀度指数(J均呈现一定的空间变异性。AGB空间变异是结构因素和随机因素综合作用的结果,CRHDJ 空间变异主要由结构因素主导。AGB呈斑块状分布,与C均沿小流域沟道走向从东北向西南逐渐增加;RHDJ分布相对破碎,前三者均在小流域半阴坡海拔最高处明显偏高,D则与其相反。AGBC主要与土壤水分、有机碳、矿质氮呈正相关,RHDJ主要受土壤饱和导水率、颗粒组成及容重的影响。

3)坡向和植物群落类型显著影响研究小流域土壤有机碳、全氮含量与密度及C/N。半阴坡较适宜的生境条件使得其土壤有机碳和全氮含量高于半阳坡和沟头,但C/N呈现半阳坡高于半阴坡和沟头的分布规律。各坡向豆科植物群落间碳氮含量差异不显著,但均显著高于菊科和禾本科群落。表层020 cm有机碳密度和全氮密度对60 cm剖面的平均贡献率均为51%整个研究小流域1 m深度平均土壤有机碳密度为2.13 g·cm-3,远低于黄土高原其他地区和全国草地平均水平。

MOST Discipline Catalogue理学
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/8810
Collection水保所2018--2019届毕业生论文
Recommended Citation
GB/T 7714
张凯. 水蚀风蚀交错带小流域土壤性质和植被特征的空间分布及其驱动因素[D]. 陕西省. 中国科学院大学,2019.
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