本文關(guān)鍵詞：黃土高原石家岔小流域帶狀植物籬土壤水分空間分異特征

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【摘要】：黃土高原是世界上水力侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)之一,降雨及徑流是導(dǎo)致土壤侵蝕的主要?jiǎng)恿?由于地形條件和水量的時(shí)空不均,水分成為了制約黃土高原植被恢復(fù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要因素。帶狀植物籬由于其能攔蓄徑流、調(diào)蓄水分、改良土壤等作用成為黃土高原最有效的水土保持措施之一。然而過(guò)去的研究對(duì)帶狀植物籬的結(jié)構(gòu)重要性認(rèn)識(shí)不足,對(duì)帶狀結(jié)構(gòu)植物籬土壤水分空間特征缺乏系統(tǒng)、深入的探討。本研究以黃土高原常見的檸條(Caragana korshinskii)和山杏(Armeniaca sibirica)兩種帶狀植物籬為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)植物籬系統(tǒng)中土壤水分連續(xù)2年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及土壤水分物理性質(zhì)、土壤有機(jī)質(zhì)、水穩(wěn)性團(tuán)聚體、機(jī)械組成的測(cè)定,分析結(jié)果表明:(1)檸條植物籬系統(tǒng)內(nèi)各部位土壤容重、最大持水量、非毛管孔隙度、總孔隙度差異顯著(P0.05);山杏植物籬系統(tǒng)與梯田土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度差異顯著(P0.05);各部位間土壤水分物理性質(zhì)因植物籬類型不同而分異明顯。兩種帶狀植物籬系統(tǒng)土壤小團(tuán)聚體(粒徑0.25~2.00mm)和微團(tuán)聚體(粒徑0.25mm)各部位分異顯著(P0.05),植物籬對(duì)粒徑2.00mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體空間分異產(chǎn)生明顯影響。(2)兩種帶狀植物籬土壤砂粒(粒徑0.05~2mm)、粉粒(粒徑0.002~0.05mm)、粘粒(粒徑0.002mm)含量差異均不顯著(P0.05),但植物籬能改變砂粒、粉粒、粘粒的相對(duì)組成。檸條植物籬系統(tǒng)內(nèi)各部位土壤有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為帶內(nèi)(3.57%、Ⅱ級(jí))帶后(3.09%、Ⅱ級(jí))帶間(2.72%、Ⅲ級(jí))帶前(2.64%、Ⅲ級(jí)),且各部位間分異明顯;山杏植物籬系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為帶間(1.47%、Ⅳ級(jí))帶內(nèi)(1.41%、Ⅳ級(jí)),分異不明顯;不同植物籬類型間有機(jī)質(zhì)分異不同。(3)兩種帶狀植物籬帶內(nèi)、帶前、帶間、帶后表層土壤水分有效性均差異顯著(P0.05)。檸條植物籬土壤水分有效性隨距植被帶距離的增加而提高,而山杏植物籬土壤水分有效性隨距植被帶距離的增加而降低。土壤水分有效性分級(jí)比較表明,檸條植物籬帶間表層土壤水分為中效水,帶后、帶前、帶內(nèi)均為難效水,而山杏植物籬帶內(nèi)表層土壤水分為易效水,帶后和帶間均為中效水。(4)在土層20-100cm內(nèi),檸條植物籬各部位土壤體積含水量除在土層40cm處差異不顯著外,在其他各土層均差異顯著(P0.05)。在表層(20cm處)表現(xiàn)為帶內(nèi)帶后帶前帶間,隨著土層深度的增加帶內(nèi)土壤體積含水量逐漸降低,帶間土壤含水量逐漸增加。山杏植物籬各部位土壤體積含水量基本相同且增減變化一致,土壤含水量不受距植被帶距離的影響。在降水條件下,檸條植物籬各部位土壤水分有效性空間動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為帶間帶后帶前帶內(nèi),山杏植物籬各部位土壤水分有效性動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為帶內(nèi)帶后帶間。(5)兩種物籬系統(tǒng)土壤水庫(kù)吸持庫(kù)容和總庫(kù)容均表現(xiàn)為山杏植物籬(1255.67、1358.07 t/hm2)檸條植物籬(1140.90、1253.95 t/hm2)梯田(907.20、1176.20t/hm2);土壤滯留庫(kù)容表現(xiàn)為梯田(269.00 t/hm2)檸條植物籬(113.05 t/hm2)山杏植物籬(102.40 t/hm2);植物籬能顯著增強(qiáng)土壤貯水性能,且在不同植物籬類型之間差異表現(xiàn)明顯。植物籬系統(tǒng)各部位間土壤體積含水量、實(shí)際貯水量、水庫(kù)貯水效率均差異顯著(P0.05)。土壤實(shí)際貯水量和水庫(kù)貯水效率均隨降雨發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,降雨是土壤實(shí)際貯水量和土壤水庫(kù)貯水效率變化的驅(qū)動(dòng)因子。(6)土壤水庫(kù)總庫(kù)容與土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(P0.01),與土壤毛管孔隙度和總孔隙均呈顯著正相關(guān)(P0.05);與土壤非毛管孔隙、機(jī)械組成、水穩(wěn)性團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)均無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系;土壤結(jié)構(gòu)對(duì)土壤水庫(kù)貯水性能影響明顯。植物籬土壤水庫(kù)貯水效率與土壤因子的逐步回歸方程為Y=29.30-0.44 X3+0.13 X5-1.50 X7+0.30 X8(R2=0.98,P0.05);對(duì)土壤水庫(kù)貯水效率的直接作用排序?yàn)樗�(wěn)性團(tuán)聚體(X8,0.84)粘粒(X7,-0.67)非毛管孔隙(X3,-0.40)砂粒(X5,0.22)。(7)植物籬系統(tǒng)土壤含水量在不同部位間和生長(zhǎng)期內(nèi)各月份間均差異顯著(P0.05);各部位間剖面土壤含水量分布分異明顯,且均小于梯田土壤含水量;檸條植物籬系統(tǒng)帶內(nèi)和帶間在土層20-200cm內(nèi)為干層,梯田在土層60-200cm內(nèi)為干層;植被對(duì)干層的厚度及分布范圍有著明顯的影響,干層化程度表現(xiàn)為檸條植物籬帶內(nèi)帶間梯田;植物籬能顯著加劇土壤干旱程度,并能加深土壤穩(wěn)定干層厚度。(8)植物籬系統(tǒng)各部位間土壤水分恢復(fù)程度在生長(zhǎng)期內(nèi)和垂直剖面上存在分異;與梯田相比,植物籬能減弱土壤水分恢復(fù)的程度;土壤水分恢復(fù)受到植被、降雨、土層深度的限制。進(jìn)行植被恢復(fù)重建時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐慕邓兓�、土壤理化性質(zhì)、植被類型,選擇適宜的植被類型,并合理設(shè)置種植密度才能減少由土壤干化引起的土壤水分虧缺對(duì)植被恢復(fù)重建的影響。
【關(guān)鍵詞】：帶狀植物籬 土壤水分 理化性質(zhì) 水分有效性 土壤水庫(kù)
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S157
【目錄】：

• 摘要2-5
• SUMMARY5-12
• 第1章 緒論12-25
• 1.1 前言12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 植物籬的相關(guān)研究及述評(píng)13-18
• 1.2.2 退耕植被與土壤水分18-21
• 1.3 植物籬研究存在的問(wèn)題21-22
• 1.4 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.4.1 科學(xué)問(wèn)題與研究目標(biāo)22
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.5 技術(shù)路線23-24
• 1.6 數(shù)據(jù)處理方法24-25
• 第2章 試驗(yàn)材料與方法25-30
• 2.1 研究區(qū)概況25
• 2.2 試驗(yàn)方法25-30
• 2.2.1 樣方設(shè)置25-26
• 2.2.2 土壤采集26
• 2.2.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定26
• 2.2.4 土壤水分動(dòng)態(tài)測(cè)定26-27
• 2.2.5 土壤供水系數(shù)和水分虧缺度計(jì)算27-28
• 2.2.6 土壤水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算28
• 2.2.7 土壤干層指標(biāo)及分級(jí)28-29
• 2.2.8 土壤干層水分恢復(fù)及分級(jí)29-30
• 第3章 帶狀植物籬土壤理化性質(zhì)空間分異特征30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 結(jié)果與分析30-36
• 3.2.1 兩種帶狀植物籬土壤水分物理性質(zhì)空間分異特征30-32
• 3.2.2 兩種帶狀植物籬土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體空間分異特征32-33
• 3.2.3 兩種帶狀植物籬土壤機(jī)械組成空間分異特征33-34
• 3.2.4 兩種帶狀植物籬土壤有機(jī)質(zhì)空間分異特征34-35
• 3.2.5 帶狀植物籬土壤因子間相關(guān)性分析35-36
• 3.3 結(jié)論36-37
• 3.4 討論37-41
• 第4章 帶狀植物籬土壤水分有效性空間分異特征41-50
• 4.1 引言41
• 4.2 結(jié)果與分析41-47
• 4.2.1 兩種植物籬土壤水分有效性空間差異分析41-43
• 4.2.2 兩種帶狀植物籬各部位土壤水分動(dòng)態(tài)變化43-45
• 4.2.2.1 兩種帶狀植物籬各部位表層土壤水分隨降水動(dòng)態(tài)變化43-44
• 4.2.2.2 檸條植物籬系統(tǒng)各部位土壤含水量差異性分析44-45
• 4.2.3 兩種帶狀植物籬土壤水分有效性在降雨條件下動(dòng)態(tài)變化45-47
• 4.2.3.1 兩種植物籬土壤供水系數(shù)在降水條件下動(dòng)態(tài)變化分析45-46
• 4.2.3.2 兩種植物籬土壤水分有效性在降水條件下動(dòng)態(tài)變化分析46-47
• 4.3 結(jié)論47-48
• 4.4 討論48-50
• 第5章 帶狀植物籬土壤水庫(kù)空間特征50-61
• 5.1 引言50-51
• 5.2 結(jié)果與分析51-57
• 5.2.1 帶狀植物籬土壤水庫(kù)貯水分析51-53
• 5.2.1.1 植物籬系統(tǒng)土壤水庫(kù)貯水能力51-52
• 5.2.1.2 植物籬系統(tǒng)內(nèi)各部位土壤水庫(kù)空間分異性52-53
• 5.2.2 帶狀植物籬土壤水庫(kù)對(duì)降雨的動(dòng)態(tài)響應(yīng)53-56
• 5.2.2.1 帶狀植物籬土壤貯水量對(duì)降雨的動(dòng)態(tài)響應(yīng)53-54
• 5.2.2.2 帶狀植物籬土壤水庫(kù)貯水效率對(duì)降雨的動(dòng)態(tài)響應(yīng)54-56
• 5.2.3 土壤性質(zhì)對(duì)植物籬土壤水庫(kù)性能的影響分析56-57
• 5.2.3.1 土壤因子對(duì)土壤水庫(kù)庫(kù)容的影響56-57
• 5.2.3.2 土壤因子對(duì)土壤水庫(kù)功能的影響57
• 5.3 結(jié)論57-58
• 5.4 討論58-61
• 第6章 帶狀植物籬土壤干層特征61-71
• 6.1 引言61-62
• 6.2 結(jié)果與分析62-68
• 6.2.1 研究時(shí)段內(nèi)月降雨特征62
• 6.2.2 生長(zhǎng)期內(nèi)植物籬系統(tǒng)各部位土壤水分差異性62-63
• 6.2.3 植物籬系統(tǒng)各部位剖面土壤水分分布特征63-64
• 6.2.4 植物籬系統(tǒng)土壤干層生長(zhǎng)期內(nèi)動(dòng)態(tài)特征64-66
• 6.2.4.1 植物籬系統(tǒng)坡面尺度土壤干層動(dòng)態(tài)分析64-65
• 6.2.4.2 植物籬系統(tǒng)各部位分層土壤干層動(dòng)態(tài)特征65-66
• 6.2.5 植物籬土壤干層恢復(fù)分析66-68
• 6.2.5.1 植物籬系統(tǒng)各部位生長(zhǎng)期內(nèi)土壤干層恢復(fù)66-67
• 6.2.5.2 植物籬系統(tǒng)各部位剖面土壤干層恢復(fù)67-68
• 6.3 結(jié)論68
• 6.4 討論68-71
• 第7章 對(duì)帶狀植物籬的展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-91
• 致謝91-93
• 作者簡(jiǎn)介93-94
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介94-95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1024626