土壤質(zhì)量的恢復(fù)、保育是黃土高原植被建設(shè)及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本研究 針對(duì)黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)需求及土壤學(xué)與水土保持科學(xué)研究前沿，以黃土丘陵區(qū)侵蝕 土壤為研究對(duì)象，通過歷史資料收集和野外調(diào)查相結(jié)合、野外試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合, 采用時(shí)空互代的方法，從系統(tǒng)分析不同土地利用方式下土壤基本理化及生物質(zhì)量特征及 其相關(guān)性入手，擬定了黃土丘陵區(qū)侵蝕環(huán)境下土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，揭示了生態(tài)恢復(fù) 重建過程中土壤質(zhì)量演變規(guī)律并建立了土壤質(zhì)量演變的回歸模型，在此基礎(chǔ)上提出了該 區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量調(diào)控方案，為黃土丘陵區(qū)生態(tài)恢復(fù)重建及侵蝕土壤質(zhì)量的恢復(fù)保育提供 了科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)論如下: 1、建立了黃土丘陵區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型，擬訂了黃土 丘陵區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用因子分析和判別分析，結(jié)合敏感性分析，從10 種土地利用類型、208個(gè)樣點(diǎn)的29項(xiàng)土壤理化及生物指標(biāo)中篩選出黃土丘陵區(qū)侵蝕土壤 質(zhì)量指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)、K10、抗沖性、CEC、蔗糖酶、MWD、速效磷、MICMWD。其中， 有機(jī)質(zhì)、K10、抗沖性是表征該區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。采用模糊數(shù)學(xué)中的加權(quán)綜 合法建立了土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型。對(duì)黃土丘陵區(qū)10種土地利用類型的表層土壤質(zhì)量綜 合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，土壤質(zhì)量在不同土地利用類型之間差異顯著，以天然喬木林地土壤質(zhì) 量最佳，屬1級(jí)；其次是天然灌木林地和大棚菜地，土壤質(zhì)量屬2級(jí)；天然草地土壤質(zhì)量 屬于3級(jí)，人工喬灌林地土壤質(zhì)量接近3級(jí)，人工草地、撂荒地、農(nóng)地和果園土壤質(zhì)量屬 于4級(jí)。研究區(qū)土壤質(zhì)量總體處于中等偏低水平。 2、闡明了不同土地利用方式下土壤化學(xué)、物理、生物指標(biāo)及土壤質(zhì)量指數(shù)隨土地 利用年限的演變規(guī)律，并建立了土壤質(zhì)量演變的回歸模型。撂荒地和人工喬木林地土壤 全氮、有機(jī)質(zhì)、活性有機(jī)碳、有效氮、速效鉀及 C/N、微團(tuán)聚狀況、結(jié)構(gòu)系數(shù)、MICMWD、 團(tuán)聚體、MWD、微生物碳和氮、磷酸酶、蔗糖酶及脲酶等指標(biāo)與利用年限之間有顯著 或極顯著的正相關(guān)性；果園和人工灌木林地土壤全氮、有機(jī)質(zhì)與利用年限之間有顯著的 正相關(guān)性；撂荒地土壤滲透系數(shù)等物理性質(zhì)與土地利用年限之間有顯著的正相關(guān)關(guān)系。 用線性函數(shù)或冪函數(shù)對(duì)上述相關(guān)性進(jìn)行擬合，建立了黃土丘陵區(qū)土壤理化及生物質(zhì)量指 標(biāo)隨土地利用年限演變的回歸模型。撂荒地及人工喬灌林地土壤質(zhì)量指數(shù)與利用年限之 間呈顯著或極顯著的正相關(guān)性，可以用冪函數(shù)表達(dá)，建立了黃土丘陵區(qū)土壤質(zhì)量指數(shù)隨 土地利用年限演變的回歸模型。據(jù)此估算，撂荒地、果園、人工灌木和人工喬木林地土 壤質(zhì)量分別需要 66 年、42 年、25 年和 21 年可達(dá)到中等質(zhì)量水平，而大棚菜地僅需 10 年就可達(dá)到高等質(zhì)量水平。 3、在黃土丘陵區(qū)，土地利用方式的變化是土壤質(zhì)量變化的驅(qū)動(dòng)因子。以此為主導(dǎo) 的紙坊溝小流域65年來生態(tài)系統(tǒng)退化與恢復(fù)過程中土壤質(zhì)量演變可以分為3個(gè)階段。 WP=9 ii 黃土丘陵區(qū)生態(tài)恢復(fù)過程中土壤質(zhì)量演變及調(diào)控 用通用線性回歸模型（GLM）計(jì)算了土地利用及海拔、坡度、坡向、地形等環(huán)境因 子在土壤理、化、生物屬性及土壤質(zhì)量指數(shù)變異（方差）中所占的百分比。結(jié)果表明， 土壤理化及生物性質(zhì)的變異大部分是由土地利用方式的變化引起的，土地利用的變化是 土壤質(zhì)量變異產(chǎn)生的主要來源，可解釋97%的土壤質(zhì)量指數(shù)的變異性。 隨著流域生態(tài)系統(tǒng)退化與恢復(fù)進(jìn)程，31 項(xiàng)土壤理化及生物指標(biāo)的演變過程可以分為 先降后升型、先升后降型及平穩(wěn)型三種。流域土壤質(zhì)量指數(shù)表現(xiàn)為先降后升型變化。根 據(jù)紙坊溝小流域土壤質(zhì)量指數(shù)的演變動(dòng)態(tài)，可以將紙坊溝流域 1938 年以來的 65 年間土 壤質(zhì)量演變過程劃分為 3 個(gè)階段。1938－1960 年為土壤質(zhì)量退化期，1960－1990 年為 土壤質(zhì)量穩(wěn)定期，1990－2002 年為土壤質(zhì)量恢復(fù)期。 4、揭示了土壤有效磷和抗沖性是黃土丘陵區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量的限制性因子以及黃土 丘陵區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量恢復(fù)的長時(shí)序性和滯后性。提出了優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，增加林草植 被覆蓋度，建設(shè)基本農(nóng)田，輔以科學(xué)有效的水土保持措施和土壤培肥措施的土壤質(zhì)量調(diào) 控方案。黃土丘陵區(qū)侵蝕土壤質(zhì)量的恢復(fù)具有長時(shí)序性和滯后性，在安塞紙坊溝小流域， 這種滯后期約為 10 年。不同土壤質(zhì)量調(diào)控措施對(duì)土壤質(zhì)量的影響不同。坡耕地培肥、 農(nóng)耕地撂荒及農(nóng)耕地轉(zhuǎn)為人工草地對(duì)土壤質(zhì)量的改善作用較緩慢，而天然草地及人工喬 灌林地則能有效地提高土壤質(zhì)量。 5、黃土丘陵區(qū)以實(shí)現(xiàn)中等土壤質(zhì)量為目標(biāo)的人工喬灌和天然草地植被恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn) 為覆蓋度達(dá) 65%以上。不論是林草地還是撂荒地，植被蓋度與土壤質(zhì)量間有一定的相關(guān) 性。其中喬灌林及天然草地、撂荒地植被蓋度與土壤質(zhì)量的相關(guān)性達(dá)極顯著水平。根據(jù) 林草地植被蓋度與土壤質(zhì)量之間的線性回歸模型，人工喬灌和天然草地植被蓋度達(dá) 65% 時(shí)土壤質(zhì)量可達(dá)到中等質(zhì)量水平。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：X171.4
【部分圖文】：

分別計(jì)算其重量百分比。為了定量分析侵蝕能力的強(qiáng)弱，本研究計(jì)算了水穩(wěn)性團(tuán)量直徑（mm）；xi — 任意粒級(jí)范圍內(nèi)團(tuán)于 xi 團(tuán)聚體百分含量（%）0.05-0.02mm、0.02-0.002mm 和<0.002mm。為了定量分析微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)大小，本研ICMWD，計(jì)算方法與 MWD 相同。另外，聚體狀況和微團(tuán)聚體度。聚體含量/ <0.002mm 機(jī)械分析值）×100%聚體含量－>0.05mm 機(jī)械分析值5mm 微團(tuán)聚體含量×100%足夠濕潤[30]∑==×ni 1Dxi wi

在室內(nèi)連同環(huán)刀浸入水中 8～12ｈ。浸水測定方法同環(huán)刀法[151]。為便于比較，最后時(shí)的穩(wěn)定入滲系數(shù)[151]（K10），重復(fù) 3 次，tsQVnn××=10hllKtV+=×otK0.70.0310+=率(mm.min-1)，Qi — 時(shí)段 ti 中土壤滲出(cm2)，L — 土層厚度(cm)，H — 水層系數(shù)(mm.min-1)。為使不同溫度下所測的系數(shù)（K10）�？箾_槽(4×20

不同土地利用方式及年限的表層（0-10cm）土壤切片光學(xué)顯微鏡掃描圖(圖a、c放大

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 劉美英;高永;汪季;金永昌;龔萍;;礦區(qū)復(fù)墾地土壤碳氮含量變化特征[J];水土保持研究;2013年01期

2 王兵;劉國彬;薛

本文編號(hào)：2815876